Abbiamo identificato il neurone che ci permette di camminare di nuovo

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Una nuova ricerca del Centro NeuroRestore ha identificato il tipo di neurone che viene attivato e rimodellato dalla stimolazione elettrica del midollo spinale e ha permesso a nove pazienti paralizzati di camminare di nuovo, di stare in piedi, di rianimarsi - in breve, di migliorare la loro qualità di vita. Questa scoperta fondamentale e clinica è stata pubblicata oggi su Nature.

Il lavoro coordinato per diversi anni da Grégoire Courtine dell’EPFL e Jocelyne Bloch del CHUV ha dimostrato che la stimolazione mirata con elettrodi posizionati sulla regione del midollo spinale che controlla i muscoli delle gambe ha permesso ad alcuni pazienti paralizzati da lesioni del midollo spinale di riacquistare una certa mobilità. In un nuovo studio, pubblicato oggi su Nature , si dimostra non solo che questa terapia è efficace in 9 pazienti, ma anche che alla fine del processo di riabilitazione, il miglioramento delle capacità motorie dei pazienti persiste anche senza stimolazione elettrica. Questo recupero neurologico suggerisce una ricrescita e una riorganizzazione delle fibre nervose coinvolte nella deambulazione. Per i ricercatori era quindi fondamentale capire esattamente questa riorganizzazione nervosa, al fine di migliorare ulteriormente i trattamenti a beneficio del maggior numero possibile di pazienti.


Il neurone Vsx2, specializzato nella riparazione
Gli scienziati hanno quindi studiato questo recupero in un modello di roditore, che ha permesso di identificare una famiglia sorprendente di neuroni: non sono particolarmente sollecitati per la deambulazione negli individui sani, ma si rivelano essenziali per il loro recupero dopo una lesione del midollo spinale.
Diverse fasi della ricerca di base hanno portato a questa conclusione. Per la prima volta, i ricercatori sono riusciti a visualizzare l’attività del midollo spinale umano durante la deambulazione. Questa precisione ha permesso di fare un’osservazione sorprendente: mentre il midollo spinale dei pazienti viene stimolato, la sua attività durante la deambulazione diminuisce man mano che avviene il recupero. Gli scienziati hanno ipotizzato che questa attività riflettesse la selezione di alcuni neuroni dedicati al recupero funzionale. Per verificare questa possibilità, hanno messo a punto una tecnologia molecolare all’avanguardia: "Per la prima volta, siamo riusciti a stabilire un atlante molecolare del midollo spinale così preciso da permetterci di osservare, neurone per neurone, l’evoluzione del processo di recupero", sottolinea Grégoire Courtine, professore di neuroscienze all’EPFL e co-direttore del centro NeuroRestore.
Grazie alla precisione di questo atlante, i ricercatori hanno dimostrato che la stimolazione del midollo spinale attiva un tipo specifico di neuroni e che la loro importanza aumenta con il processo di recupero.

Impianto con funzioni multiple
Per convalidare questa scoperta, Stéphanie Lacour, anch’essa docente all’EPFL, ha aumentato gli impianti del suo laboratorio con una serie di diodi a emissione luminosa che non solo stimolano il midollo spinale, ma inattivano anche esclusivamente i neuroni Vsx2 utilizzando l’optogenetica. Nei topi con una lesione, l’inattivazione dei neuroni Vsx2 ha bloccato immediatamente la deambulazione, mentre non ha avuto alcun effetto sui topi sani. Ciò indica che i neuroni Vsx2 sono necessari e sufficienti affinché il trattamento di elettrostimolazione sia efficace e porti alla riorganizzazione del sistema nervoso.
Comprendere le funzioni specifiche di ciascuna sottopopolazione di neuroni durante un’attività complessa come la camminata è una sfida fondamentale per le neuroscienze", afferma il neurochirurgo Jocelyne Bloch, co-direttore di NeuroRestore. Questo nuovo lavoro, convalidato nei nove pazienti che hanno potuto riacquistare una certa mobilità con i nostri impianti, ci permette di comprendere meglio il processo di riorganizzazione del midollo spinale.
Jordan Squair, che si occupa di terapie rigenerative presso.NeuroRestore, aggiunge: "Questo apre opportunità terapeutiche ancora più mirate: puntiamo a manipolare questi neuroni per rigenerare le lesioni del midollo spinale".