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Emoglobina multitask: da trasportatore periferico a scudo ossidativo centrale
Nelle malattie neurodegenerative come la sclerosi laterale amiotrofica (SLA), il Parkinson e l’Alzheimer, le cellule cerebrali subiscono danni incessanti causati dalle specie reattive dell’ossigeno (ROS) aberranti (o eccessive). Per decenni, gli scienziati hanno cercato di neutralizzare le ROS con farmaci antiossidanti, ma la maggior parte ha fallito: non riuscivano a penetrare efficacemente nel…
Trovato finalmente il vero auto-antigene della sclerosi multipla?
La sclerosi multipla (SM) è una malattia infiammatoria cronica del sistema nervoso centrale causata dal sistema immunitario. Le cellule B, che sono un tipo di anticorpi che producono globuli bianchi, svolgono un ruolo nello sviluppo della SM e sono quindi un bersaglio per le terapie. L’infiammazione nel cervello e nel midollo spinale è caratteristica della sclerosi multipla. Ciò è causato…
I progressi biotecnologici sulle staminali: dal risveglio delle dormienti alla possibilità di produrle in metà tempo
Nel cervello adulto dei mammiferi, la maggior parte delle cellule staminali neurali, che hanno origine dal sistema nervoso e possono trasformarsi in vari tipi di cellule cerebrali, rimangono dormienti finché non ricevono segnali specifici che le attivano. Una volta risvegliate, producono nuovi neuroni, aiutando la riparazione e la crescita del cervello. I difetti nell’attivazione delle cellule…
Lotta alla sclerosi multipla ed alle sue "connessioni": ecco Cx43 come potenziale nuovo bersaglio farmacologico
Come la maggior parte delle malattie neurodegenerative, la sclerosi multipla (SM) ha opzioni di trattamento molto limitate, soprattutto quando raggiunge lo stadio cronico. Per aggiungere a ciò, la SM colpisce quasi tre milioni di persone in tutto il mondo, il che la rende una malattia neurologica estremamente impegnativa. Sebbene la nostra comprensione della natura precisa della SM sia limitata,…
Un cervello nel cervello formato da astrociti
Dialogare con “l’altro cervello” attraverso gli astrociti ed il grafene. Un gruppo di ricerca coordinato dal Cnr-Isof, con la partecipazione di Cnr-Ismn, Unibo e Czech Academy of Science, ha verificato che il grafene ha proprietà in grado di controllare e modulare le attività degli astrociti, una tipologia di cellule del cervello. Lo studio, pubblicato su Nature Nanotechnology, potrà avere ricadute positive per la cura di importanti e complesse patologie cerebrali come epilessia e ictus. Un lavoro recentemente pubblicato sulla rivista "Nature Nanotechnology" dimostra che, sfruttando le diverse proprietà di materiali a base di grafene, si possono controllare selettivamente i segnali degli astrociti, i quali a loro volta, stimolati elettricamente, sono in grado di alterare l’attività dei neuroni. La ricerca è coordinata dall’Istituto per la sintesi organica e la fotoreattività del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Isof), in collaborazione con l’Istituto per lo studio dei materiali nanostrutturati (Cnr-Ismn), i dipartimenti Fabit e Dei dell’Università di Bologna (Unibo) e l’Istituto di medicina sperimentale della Czeck Academy of Science di Praga (Repubblica Ceca). Gli astrociti sono cellule cerebrali a forma di stella che, assieme agli stessi neuroni, svolgono importanti funzioni all’interno del cervello, modulando le sinapsi e partecipando ai meccanismi che coinvolgono la memoria, l’apprendimento e il comportamento. Queste cellule stellate, dette anche “l’altro cervello”, sono presenti in gran numero nel cervello umano, dialogano tra loro, con i neuroni e con i vasi sanguigni, attraverso un codice di comunicazione basato sugli ioni di calcio. “Combinando le diverse proprietà del grafene abbiamo potuto creare un nuovo approccio, semplice ed efficace, per stimolare ed interrogare selettivamente gli astrociti. Lo studio ci ha confermato che gli astrociti possono essere eccitati da un campo elettrico e che forniscono una risposta diversa in base alla tipologia di elettrodi attraverso i quali vengono stimolati. Ciò avviene attraverso l’attivazione di ‘codici’ di calcio diversi, grazie alle proprietà uniche e controllabili dell’ossido di grafene”, spiega Vincenzo Palermo, ricercatore del Cnr-Isof.
Immagine schematica di un astrocita che abbraccia una molecola di grafene © Cnr-Isof Gli studi degli ultimi quarant’anni hanno completamente rivoluzionato la visione neurocentrica del cervello, che imputava le capacità cognitive alla sola attività dei neuroni. Tuttavia, nonostante l’importanza degli astrociti, si conosce ancora poco del loro funzionamento e molte tecnologie per lo studio del cervello, nonché per la cura delle malattie legate al sistema nervoso, sono focalizzate sulla modulazione selettiva dei neuroni. “Il nostro approccio è teso a generare tecnologie in grado di dialogare con gli astrociti: un cambio di paradigma di cui siamo stati pionieri e che oggi è adottato da sempre più studiosi. Cambiare il nostro modo di comunicare con le cellule del cervello potrà permetterci di affrontare e comprendere quanto, relativamente alle sue funzionalità, risulta ancora oscuro. In più, questo consentirà di risolvere alcune disfunzionalità, come quelle legate ai segnali di calcio negli astrociti, che sono implicate in patologie come ictus ed epilessia”, conclude Valentina Benfenati, ricercatrice del Cnr-Isof e coordinatrice della ricerca con i colleghi Vincenzo Palermo ed Emanuele Treossi. Il lavoro è stato supportato dal progetto europeo Astrotech, Prin-Pnrr Nanodyn e dai progetti di ricerca Us-Afosr Astrolight e Astrotalk (coordinati da Valentina Benfenati) e dal progetto Graphene Flaghsip (guidato da Vincenzo Palermo). Le attività rientrano nella strategia del gruppo di lavoro su Advanced Materials, Nanomaterials and Biophysics della Commissione congiunta Italia Usa su scienza e tecnologia guidato da Luigi Ambrosio (Cnr) e Sofi Bin-Salamon (Afosr). (La redazione di Scienza et Magia non è responsabile del testo di questo comunicato stampa, che è stato pubblicato integralmente e senza variazioni) Read the full article
Sulle condizioni neurologiche rare: dalle infezioni virali farmaco-innescate alla sindrome LATE falso Alzheimer
Sulle condizioni neurologiche rare: dalle infezioni virali farmaco-innescate alla sindrome LATE falso Alzheimer
Una nuova ricerca ha confermato un forte legame tra quattro mutazioni genetiche e la leucoencefalopatia multifocale progressiva (PML), un’infezione cerebrale rara ma spesso fatale che può essere scatenata da dozzine di farmaci approvati. La PML è causata dal virus JC (JCV), un virus generalmente innocuo trasportato fino all’80% della popolazione. Il JCV è un tipo di Polyomavirus umano…
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Gli astrociti migliorano le funzioni sinaptiche nel cervello
Plasticità sinaptica: non solo neuroni. Lo studio dell'Università Politecnica pubblicato da Nature Neuroscience. Uno studio di ricercatori dell’Istituto di Neuroscienze del CNR, dell’Università Politecnica delle Marche e dell’IIT, pubblicato dalla rivista Nature Neuroscience, dimostra che le cellule gliali astrocitarie contribuiscono alla plasticità cerebrale. Ricercatori dell’Istituto di Neuroscienze del CNR (IN-CNR), dell’Università Politecnica delle Marche e dell’IIT Istituto Italiano di Tecnologia, hanno scoperto un nuovo meccanismo di plasticità sinaptica che controlla l’attività di specifici neuroni di una piccola regione del cervello (denominata Area Tegmentale Ventrale; VTA) che svolgono un ruolo fondamentale in complessi processi cerebrali, come la ricompensa e l’apprendimento ad essa associato, l’avversione, la motivazione, l’attenzione e l’attività locomotoria. L’articolo dal titolo “Astrocytes mediate long-lasting synaptic regulation of ventral tegmental area dopamine neurons” è stato recentemente pubblicato sulla rivista Nature Neuroscience. (link: https://www.nature.com/articles/s41593-022-01193-4). La plasticità, ovvero la capacità di generare risposte diverse in risposta allo stesso stimolo, rappresenta una delle proprietà più affascinanti del cervello ed è fondamentale per i processi di apprendimento e memoria. Tradizionalmente, questa proprietà del cervello è attribuita all’interazione tra neuroni che si svolge nelle sinapsi.
Nel cervello esistono tuttavia altri tipi di cellule e, tra queste, quelle chiamate astrociti (che sono almeno tanto numerosi quanto i neuroni) hanno da più di un secolo costituito un formidabile problema legato all’incapacità di definirne la funzione. Solo negli ultimi decenni, si è scoperto che una delle funzioni degli astrociti (la cellula a forma di stella al centro della Figura) è rappresentata dalla loro capacità di influenzare la funzione delle sinapsi. Utilizzando un approccio multidisciplinare che include esperimenti di elettrofisiologia, calcium imaging, chemogenetica e microscopia elettronica, i ricercatori hanno scoperto che l’attivazione degli astrociti della VTA induce un potenziamento a lungo termine (una forma di plasticità) della trasmissione sinaptica mediata dal neurotrasmettitore glutammato e che questa modulazione è presente nelle femmine sin dalle prime fasi di sviluppo mentre nei maschi mostra una maturazione più lenta. In particolare, l’attivazione selettiva degli astrociti della VTA aumenta l’attività delle cellule dopaminergiche e questa stimolazione favorisce un’attività iper-locomotoria associata alla maggior attività fasica delle cellule dopaminergiche. “L’articolo pubblicato su Nature Neuroscience, con il contribuito del gruppo di Fisiologia della nostra Università – afferma il Rettore Prof. Gian Luca Gregori – ci rende particolarmente orgogliosi; una ricerca multidisciplinare che assume un ruolo chiave per il benessere delle persone, aprendo nuove prospettive scientifiche.” “Questi risultati – spiega il Prof. Fiorenzo Conti, coordinatore del gruppo dell’Università Politecnica delle Marche - non solo confermano con tecniche sofisticate il ruolo degli astrociti nella modulazione della funzione sinaptica, e quindi cerebrale, ma dimostrano per la prima volta che essi sono essenziali in un almeno un tipo di plasticità sinaptica”. Questo studio sottolinea ancora una volta come solo un’approfondita comprensione delle interazioni funzionali che si stabiliscono tra neuroni e astrociti potrà chiarire non solo le regole che sono alla base del funzionamento dei circuiti cerebrali ma anche come i difetti di queste interazioni possano contribuire o perfino essere la principale causa delle diverse patologie del cervello. Lo studio apre infine nuove prospettive per la comprensione dei meccanismi operanti nei circuiti della ricompensa. Le alterazioni delle funzioni degli astrociti potrebbero portare allo sviluppo di stati patologici associati a questi circuiti, come le dipendenze, i disturbi della motivazione, i disturbi psichiatrici con una forte componente motoria, i disturbi da iperattività e il deficit di attenzione. Read the full article
Glioblastoma in tema di steroidi: le indagini su come colesterolo e ormoni estrogeni lo condizionano
Glioblastoma in tema di steroidi: le indagini su come colesterolo e ormoni estrogeni lo condizionano
Il glioblastoma è un tumore al cervello estremamente aggressivo e invasivo, per il quale non esiste un trattamento efficace noto. Le cellule tumorali sono altamente resistenti a tutte le terapie conosciute e, purtroppo, l’aspettativa di vita dei pazienti non è aumentata significativamente negli ultimi 50 anni. Uno studio innovativo dell’Università di Tel Aviv ha efficacemente sradicato il…
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