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Ruolo della matrice extracellulare nel trasferimento degli impulsi nervosi nel SNC
Nuove prospettive nella ricerca di farmaci innovativi contro alle più gravi patologie neurologiche e neurodegenerative
Il Dipartimento di Neuroscienze e Neurotecnologie dell'Istituto Italiano di Tecnologia è autore di un importante studio pubblicato su Trends in Neurosciences (TINS), tra le più autorevoli riviste internazionali di aggiornamento sulle Neuroscienze, "Compartmentalization from the outside: the extracellular matrix and functional microdomains of the brain". Il lavoro, pubblicato dal prof. Alexander Dityatev, Senior Researcher presso il dipartimento di Neuroscienze e Neurotecnologie dell'Istituto Italiano di Tecnologia, è stato realizzato grazie ad un'importante collaborazione internazionale dell'Istituto con alcune tra le maggiori strutture mondiali dedicate alla ricerca in campo neurologico, quali la Rutgers University (USA) e il Leibniz-Institut für Neurobiologie (Germania).
Inoltre, il prof. Alexander Dityatev è stato nominato Management Committee Chair dell'importante progetto "Brain Extracellular Matrix in Health and Disease" finanziato dal COST, European Cooperation in Science and Technology, sostenuto anche dall'Unione Europea, a cui partecipano 13 Paesi. "Questo progetto permette di coordinare la ricerca sull'ECM delle diverse nazioni impegnate – dichiara il prof. Dityatev - favorendo la condivisione di studi e progressi tra gli scienziati coinvolti, dando così maggiore impulso alla possibilità di trovare una sinergia tra campi che, in passato, venivano giudicati non correlati tra loro e che i recenti studi hanno invece provato interdipendenti."
Infatti, i recenti studi analizzati nell'aggiornamento su TINS hanno dimostrato un fatto estremamente importante per il futuro della ricerca in campo neurologico, soprattutto riguardo al ruolo che la Matrice Extracellulare (ECM) ricopre nel trasferimento dei segnali nel Sistema Nervoso Centrale.
Capire questi meccanismi è fondamentale per poter verificare l'effetto che susciterebbe una modifica della struttura dell'ECM sulle diverse parti delle sinapsi - perineuronale, assonale, sinaptica e perisinaptica - e per determinare l'utilità di farmaci a base enzimatica diretti alla sua modifica, potendo cosi intervenire così sulle diverse patologie acute e croniche, ad oggi incurabili, che possono colpire il Sistema Nervoso Centrale.
Gli studi hanno dimostrato che l'ECM ha un ruolo fondamentale sia nello sviluppo del Sistema Nervoso Centrale dell'embrione sia nel suo corretto funzionamento nell'adulto. Infatti, l'ECM occupa circa il 20% del volume totale nel cervello umano maturo e svolge il ruolo fondamentale di impalcatura sinaptica e perisinaptica, regolando il clustering dei recettori nel compartimento post-sinaptico, dirigendo le molecole nei coretti microdomini funzionali e riducendone la diffusione laterale nel passaggio da una sinapsi all'altra.
Inoltre, nell'embrione e nell'adulto, l'ECM determina la corretta migrazione, differenziazione e integrazione delle cellule staminali nei circuiti neurali esistenti. Ma non solo, nel cervello l'ECM regola anche la diffusione delle molecole al di fuori della nicchia neurogenica, il luogo dove le cellule staminali rimangono durante e dopo lo sviluppo per produrre nuove cellule nel Sistema Nervoso Centrale. Questo fa sì che giochi un importante ruolo nella trasmissione delle informazioni a lunga distanza, intervenendo in diversi processi, quali lo stato di veglia, sonno e formazione della memoria.
"Questi studi hanno dimostrato una teoria fondamentale per il futuro della ricerca nelle patologie neurologiche – afferma il prof. Alexander Dityatev – e cioè che la sinapsi non è una struttura semplice, composta da due o da tre elementi, ma che include dagli elementi pre-sinaptici, post-sinaptici e i contatti astro-gliali, fino alla Matrice Extracellulare. Quindi, la sinapsi è da considerarsi una struttura tetra-partitica, target fondamentale per la ricerca scientifica di farmaci innovativi per la cura di gravi e devastanti malattie neurologiche e neurodegenerative".
Infatti, in passato, si pensava che il ruolo della ECM, che riempie lo spazio intercellulare, fosse fondamentalmente quello di supporto e di ancoraggio per le cellule e di divisione tra i diversi tessuti. Pur avendo scoperto il suo ruolo nel trasferimento dei segnali tra una sinapsi e l'altra, non erano ancora stati evidenziati né la sua importanza, né le diverse funzioni che assolve.
Articolo:
Compartmentalization from the outside: the extracellular matrix and functional microdomains in the brain
Alexander Dityatev, Constanze I. Seidenbecher and Melitta Schachner
Trends in Neurosciences Vol.33 No.11
Redazione (14/01/2011)
Pubblicato in Medicina e Salute
Tag:
ECM,
impulsi,
SNC,
cervello,
neuroscienze
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