IDENTIFICATO UN RECETTORE CHE MEDIA LA SINAPTOGENESI

 

 

Eroglu e collaboratori del Duke University Medical Center, Cell Biology Department, Durham (USA), hanno identificato un meccanismo che avvia la formazione di nuove sinapsi in vivo e in vitro (Eroglu C., et al. Gabapentin receptor alpha2delta-1 is a neuronal thrombospondin receptor responsible for excitatory CNS synaptogenesis. Cell 139 (2), 380-392, 2009).

Lo studio dei processi che determinano il formarsi delle sinapsi durante l’embriogenesi del sistema nervoso, affronta il nodo cruciale del rapporto fra meccanismi molecolari e cellulari dello sviluppo, mentre la ricerca che indaga la formazione di nuove sinapsi nel periodo post-natale, mira ad accertare eventi dai quali dipende la plasticità strutturale, la memoria e l’adattamento di un animale all’ambiente e alle circostanze della sua esperienza. Ben si comprende, perciò, lo straordinario rilievo che hanno questi studi per la neurobiologia e, più in generale, per le neuroscienze.

I ricercatori hanno dimostrato che il legame della trombospondina (TSP)[1] al recettore neuronico α2δ-1 avvia il processo di formazione di nuove sinapsi e che la gabapentina, farmaco analgesico ed antiepilettico, potrebbe agire inibendo questa interazione e, conseguentemente, la sinaptogenesi.

Le trombospondine sono proteine multi-dominio della matrice extracellulare secrete dagli astrociti quando ha luogo la formazione delle sinapsi durante lo sviluppo. La sperimentazione ha dimostrato che la proteina della superficie cellulare α2δ-1 è il recettore neuronico della TSP che media la sinaptogenesi. Infatti, in cellule gangliari della retina in coltura, l’iper-espressione e il knockdown di α2δ-1, rispettivamente accrescevano e riducevano il numero delle sinapsi in presenza di TSP.

Questo esito sperimentale ha trovato conferma in vivo, perché l’iper-espressione di α2δ-1 nei neuroni del sistema nervoso centrale ha accresciuto sensibilmente la formazione di nuove sinapsi, indicando che il legame TSP-α2δ-1 è realmente implicato nella promozione della sinaptogenesi nell’animale vivente.

I ricercatori hanno poi sottoposto a verifica questa apparente evidenza, determinando un’inibizione competitiva del presunto recettore: è noto che la gabapentina si lega ad α2δ-1 con alta affinità e, pertanto, si è messo alla prova l’effetto del legame dell’antiepilettico sul processo di genesi di nuove giunzioni.

Il farmaco ha inibito efficacemente la formazione sinaptica nelle cellule gangliari della retina in coltura e, iniettato nei topi in epoca neonatale, ha determinato una riduzione significativa del numero delle sinapsi nel sistema nervoso del 50% circa dei roditori che avevano ricevuto l’iniezione.

I ricercatori hanno allora sottoposto a verifica l’ipotesi che il legame TSP-α2δ-1 possa avere un ruolo anche nella risposta plastica alle modificazioni indotte nei circuiti corticali. A tale scopo, hanno studiato la corteccia responsabile del controllo delle vibrisse del topo (campi a barile, vedi nella rubrica “Alfabeta”) iniettando gabapentina ed effettuando la rimozione unilaterale di alcune vibrisse. Il legame del farmaco al recettore responsabile della sinaptogenesi comportava la perdita dell’organizzazione topologica corticale, producendo un effetto simile a quello del fenotipo dei campi a barile della corteccia dei topi Tsp1-/- Tsp2-/-.

Questi risultati suggeriscono l’esistenza, nella corteccia somatotopica, di un ruolo fisiologico dell’interazione TSP-α2δ-1 nello sviluppo dei collegamenti e nel nuovo arrangiamento delle connessioni dopo un danno.

In conclusione si può osservare che questo studio, oltre ad aver identificato α2δ-1 quale recettore che media la sinaptogenesi per effetto del legame con proteine appartenenti al gruppo delle trombospondine, implica un ruolo per le TSP rilasciate dagli astrociti nella fisiopatologia del dolore neuropatico e dell’epilessia in cui si ritiene che abbia un ruolo la sinaptogenesi di giunzioni eccitatorie aberranti. Poiché non sono ben noti i meccanismi dell’azione farmacologica attraverso cui la gabapentina ottiene il suo effetto terapeutico, si può ipotizzare che agisca limitando la formazione di nuove sinapsi.

 

L’autrice della nota ringrazia la dottoressa Floriani per la correzione della bozza e invita a leggere gli altri scritti di argomento connesso pubblicati nelle “Note e Notizie”.

 

Nicole Cardon 

BM&L-Dicembre 2009

www.brainmindlife.org

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

 

 

 

 

 

 

 

 



[1] Gli autori del lavoro qui recensito avevano precedentemente accertato che la trombospondina neuronica è una proteina secreta dagli astrociti che promuove la sinaptogenesi del sistema nervoso centrale.