Nuove informazioni sulle lesioni cerebrali traumatiche
Nuove informazioni sulle lesioni cerebrali traumatiche
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Le cellule nervose trapiantate si connettono
La nuova ricerca degli scienziati dell’Università della California, Irvine (UCI) è stata recentemente pubblicata sulla rivista scientifica Nature Communications . Ogni anno negli Stati Uniti, quasi due milioni di americani subiscono una lesione cerebrale traumatica (TBI). Gli esperti parlano di circa 250.000 persone colpite ogni anno in Germania.
Particolarmente colpiti sono i bambini e gli adolescenti di età compresa tra 1 e 15 anni. Il trauma cranico è la quinta causa di morte in questo paese I sopravvissuti possono vivere con disabilità fisiche, cognitive ed emotive per tutta la vita. Al momento non ci sono trattamenti.
Una delle maggiori sfide per i neuroscienziati è stata capire appieno come il trauma cranico altera la comunicazione tra diverse cellule e regioni cerebrali.
Neuroni inibitori particolarmente vulnerabili
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno migliorato un processo chiamato iDISCO, che utilizza solventi per rendere trasparenti i campioni biologici. Con processi di pulizia del cervello migliorati, il team UCI ha mappato le connessioni neurali in tutto il cervello. Il processo non danneggia il cervello. I solventi vengono illuminati con laser e ripresi in 3D con microscopi speciali.
I ricercatori si sono concentrati sulle connessioni ai neuroni inibitori perché questi neuroni sono estremamente vulnerabili alla morte dopo una lesione cerebrale. Il team ha prima esaminato l’ippocampo, una regione del cervello responsabile dell’apprendimento e della memoria. Poi hanno esaminato la corteccia prefrontale, una regione del cervello che lavora in tandem con l’ippocampo.
Le cellule nervose si riconnettono
In entrambi i casi, l’imaging ha mostrato che dopo un trauma cranico, i neuroni inibitori ricevono molte più connessioni dai neuroni vicini, ma si disconnettono dal resto del cervello.
“Sappiamo da molto tempo che la comunicazione tra diverse cellule cerebrali può cambiare in modo molto drammatico dopo un infortunio”, ha affermato il dott. Robert Hunt, professore associato di anatomia e neurobiologia e direttore dell’Epilepsy Research Center presso la UCI School of Medicine, il cui laboratorio ha condotto lo studio, “ma non siamo stati in grado di vedere cosa sta succedendo nell’intero cervello fino ad ora”.
L'intero cervello è ricablato
Per dare un’occhiata più da vicino alle connessioni cerebrali danneggiate, Hunt e il suo team hanno sviluppato una tecnica per esaminare il cervello utilizzando approcci anatomici tradizionali. I risultati hanno sorprendentemente mostrato che le lunghe estensioni delle cellule nervose rimosse erano ancora presenti nel cervello danneggiato, ma non erano più collegate ai neuroni inibitori.
“Sembra che l’intero cervello sia stato accuratamente ricablato per compensare il danno, indipendentemente dal fatto che la regione sia stata ferita direttamente o meno”, ha spiegato Alexa Tierno, dottoranda e autrice dello studio. “Ma diverse parti del cervello probabilmente non funzionano insieme come facevano prima dell’infortunio”.
Il cervello può ripararsi da solo?
I ricercatori hanno quindi voluto scoprire se fosse possibile ricollegare le cellule nervose inibitorie a regioni cerebrali distanti. Per scoprirlo, Hunt e il suo team hanno trapiantato nuovi interneuroni nell’ippocampo danneggiato e hanno mappato le loro connessioni, sulla base della precedente ricerca del team. In precedenza avevano dimostrato che il trapianto di interneuroni può migliorare la memoria e fermare le convulsioni nei topi con trauma cranico.
I nuovi neuroni hanno ricevuto connessioni appropriate da tutto il cervello. Ciò potrebbe significare che il cervello ferito potrebbe essere indotto con l’inganno a riparare quelle connessioni perse. dott Hunt ha sottolineato che imparare come gli interneuroni trapiantati si integrano nei circuiti cerebrali danneggiati è essenziale per qualsiasi tentativo futuro.
Ringiovanire il cervello con i trapianti?
“Il nostro studio è un’aggiunta molto importante alla nostra comprensione di come i precursori inibitori potrebbero un giorno essere usati terapeuticamente per trattare il trauma cranico, l’epilessia o altre malattie del cervello”, ha affermato il dott. caccia “Alcune persone hanno suggerito che un trapianto di interneuroni potrebbe ringiovanire il cervello”.
Sostanze precedentemente sconosciute potrebbero essere rilasciate al fine di aumentare la capacità innata di rigenerarsi. Studi precedenti hanno dimostrato che i nuovi neuroni sono saldamente collegati al cervello.
dott Hunt spera alla fine di sviluppare una terapia cellulare per le persone con trauma cranico ed epilessia. Il team dell’UCI sta ora ripetendo gli esperimenti utilizzando neuroni inibitori prodotti da cellule staminali umane. “Questo lavoro ci avvicina di un passo a una futura terapia basata sulle cellule per gli esseri umani”, ha affermato il dott. caccia Ma ci vuole tempo.
Fonte: Frankowski, JC, Tender, A, Pavani, S et al. Ricostruzione cerebrale di circuiti inibitori dopo trauma cranico. Nat Commun 13, 3417 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-31072-2 (https://www.nature.com/articles/s41467-022-31072-2)
