Un team dell’Università di Ginevra ha scoperto i programmi genetici che permettono ai motoneuroni di ritirarsi dal midollo spinale. Questa scoperta apre prospettive di lotta alla neurodegenerazione.
La corteccia motoria è costituita da neuroni responsabili della contrazione muscolare. Questi neuroni hanno dei prolungamenti cellulari chiamati assoni che dalla corteccia si proiettano nel midollo spinale. Durante lo sviluppo cerebrale, possono trasformarsi in altri tipi di neuroni con proiezioni non nel midollo spinale, ma nel cervello. Come avviene questo fenomeno? I neuroscienziati dell’Università di Ginevra hanno scoperto che è tutta una questione di programmi genetici. I nostri geni decidono quali parti della corteccia saranno dedicate alle nostre funzioni motorie, guidando le proiezioni neuronali. Questa fondamentale scoperta, pubblicata sulla rivista Nature, apre nuove prospettive per contrastare i disturbi motori.
La corteccia cerebrale è la parte esterna del cervello responsabile delle funzioni cognitive superiori come il pensiero, la percezione, il processo decisionale, il linguaggio e la memoria. Inoltre, elabora le informazioni sensoriali e controlla il movimento. A tal fine, dedica una parte del suo volume al movimento: la corteccia motoria. È da qui che i neuroni responsabili della contrazione muscolare - i neuroni corticospinali - si proiettano nel midollo spinale. Tuttavia, nonostante la compartimentazione della corteccia, i neuroni corticospinali si trovano al di fuori della corteccia motoria. Perché?
Selezione durante lo sviluppo
Per rispondere a questa domanda, i neuroscienziati si sono rivolti al topo. Le tecnologie attualmente a nostra disposizione non ci permettono di indagare su queste domande nell’uomo. Inoltre, i neuroni corticospinali sono altamente conservati nelle varie specie e possono quindi essere studiati nei roditori", spiega Denis Jabaudon, professore ordinario presso il Dipartimento di Neuroscienze Fondamentali della Facoltà di Medicina dell’Università di Ginevra e promotore dello studio.
Utilizzando approcci che rendono trasparente il tessuto cerebrale e consentono la colorazione specifica di un tipo di neurone, il team di ricerca ha studiato per la prima volta l’evoluzione delle proiezioni cortico-spinali durante lo sviluppo del cervello. In questo modo, abbiamo confermato un’osservazione affascinante fatta decenni fa, ma poco conosciuta dai neuroscienziati", spiega Denis Jabaudon.
All’inizio dello sviluppo cerebrale, i neuroni della corteccia si proiettano nel midollo spinale. Quelli che formeranno la futura corteccia motoria rimangono lì, mentre quelli che costituiranno il resto della corteccia si ritirano gradualmente. Alla fine, nel cervello adulto, ci sono neuroni cortico-spinali che possono agire lontano, fino al midollo spinale, e altri con un raggio d’azione più limitato che rimangono nel cervello stesso.
Un programma genetico dedicato
Il team di Denis Jabaudon ha quindi confrontato i geni espressi da questi due tipi di neuroni e ha identificato una famiglia di geni responsabili della capacità dei neuroni di ritrarsi. Senza di essi, i nostri neuroni corticali rimarrebbero ancorati al midollo spinale e la nostra corteccia sarebbe probabilmente privata delle sue funzioni cognitive superiori", spiega Denis Jabaudon.
Per dimostrare l’importanza di questo programma genetico, i ricercatori si sono concentrati su tre dei suoi geni e, utilizzando tecniche di editing genico come CRISPR-Cas9, sono riusciti a modulare la loro espressione nei neuroni con proiezioni nel midollo spinale. Si è trattato di un’importante sfida tecnica e di un nuovo modo di valutare l’influenza di un insieme di geni", riferisce con soddisfazione Denis Jabaudon. È stato così possibile forzare la retrazione dei neuroni dal midollo spinale fino a farli finire nel cervello.
Una migliore comprensione della motricità fine
Capire come i neuroni corticospinali emergono durante lo sviluppo e come si proiettano nel nostro sistema nervoso centrale è importante perché sono essenziali per la motricità fine. Tuttavia, sono molto sensibili ai danni del midollo spinale o a quelli causati dalla sclerosi laterale amiotrofica, una malattia che induce una paralisi progressiva", spiega Denis Jabaudon. In questo studio siamo riusciti a costringere i neuroni a ritrarsi. Ma ci sono tutte le ragioni per credere che sia possibile il contrario, il che apre alcune affascinanti possibilità", aggiunge. Il team di ricerca sta ora valutando la possibilità di riprogrammare le cellule neurali in altri contesti, come le malattie neurodegenerative.
