In un nuovo studio sui topi, un team di ricercatori dell’UCLA, dell’Istituto Federale Svizzero di Tecnologia e dell’Università di Harvard, ha scoperto un componente cruciale per il ripristino dell’attività funzionale dopo una lesione del midollo spinale. I neuroscienziati hanno dimostrato che la ricrescita di neuroni specifici nelle loro regioni bersaglio naturali porta al recupero, mentre la ricrescita casuale non è efficace.
In uno studio del 2018 pubblicato su Natura, il team ha identificato un approccio terapeutico che stimola gli assoni – le minuscole fibre che collegano le cellule nervose e consentono loro di comunicare – a ricrescere dopo una lesione del midollo spinale nei roditori. Ma anche se questo approccio ha portato con successo alla rigenerazione degli assoni attraverso gravi lesioni del midollo spinale, il raggiungimento del recupero funzionale è rimasta una sfida significativa.
Per il nuovo studio, pubblicato questa settimana in Scienza, il team mirava a determinare se dirigere la rigenerazione degli assoni da specifiche sottopopolazioni neuronali verso le loro regioni bersaglio naturali potesse portare a un ripristino funzionale significativo dopo una lesione del midollo spinale nei topi. Per prima cosa hanno utilizzato l’analisi genetica avanzata per identificare i gruppi di cellule nervose che consentono il miglioramento della deambulazione dopo una lesione parziale del midollo spinale.
I ricercatori hanno poi scoperto che la semplice rigenerazione degli assoni di queste cellule nervose attraverso la lesione del midollo spinale senza una guida specifica non aveva alcun impatto sul recupero funzionale. Tuttavia, quando la strategia è stata perfezionata includendo l’uso di segnali chimici per attrarre e guidare la rigenerazione di questi assoni verso la loro regione bersaglio naturale nel midollo spinale lombare, sono stati osservati miglioramenti significativi nella capacità di camminare in un modello murino di lesione completa del midollo spinale.
“Il nostro studio fornisce informazioni cruciali sulla complessità della rigenerazione degli assoni e sui requisiti per il recupero funzionale dopo lesioni del midollo spinale”, ha affermato Michael Sofroniew, MD, PhD, professore di neurobiologia presso la David Geffen School of Medicine della UCLA e autore senior del nuovo studio. studio. “Esso evidenzia la necessità non solo di rigenerare gli assoni attraverso le lesioni, ma anche di guidarli attivamente a raggiungere le loro regioni bersaglio naturali per ottenere un ripristino neurologico significativo.”
Gli autori affermano che comprendere che ristabilire le proiezioni di specifiche sottopopolazioni neuronali nelle loro regioni bersaglio naturali rappresenta una promessa significativa per lo sviluppo di terapie volte a ripristinare le funzioni neurologiche negli animali più grandi e nell’uomo. Tuttavia, i ricercatori riconoscono anche la complessità di promuovere la rigenerazione su lunghe distanze nei non roditori, che necessitano di strategie con complesse caratteristiche spaziali e temporali. Tuttavia, concludono che l’applicazione dei principi esposti nel loro lavoro “sbloccherà la struttura per ottenere una riparazione significativa del midollo spinale danneggiato e potrebbe accelerare la riparazione dopo altre forme di lesioni e malattie del sistema nervoso centrale”.
Il gruppo di ricerca comprendeva scienziati del NeuroX Institute, School of Life Sciences, Swiss Federal Institute of Technology (EPFL); il Dipartimento di Neurochirurgia dell’Ospedale Universitario di Losanna (CHUV) e dell’Università di Losanna (UNIL), il Centro di Neuroterapia Interventistica (NeuroRestore); Centro Wyss per la Bio e Neuroingegneria; Dipartimento di Neuroscienze Cliniche, Ospedale Universitario di Losanna (CHUV) e Università di Losanna; Dipartimenti di Bioingegneria, Chimica e Biochimica, Università della California, Los Angeles; Piattaforma Bertarelli per la terapia genica, Istituto Federale Svizzero di Tecnologia; Brain Mind Institute, Scuola di scienze della vita, Politecnico federale; M. Kirby Neurobiology Center, Dipartimento di Neurologia, Boston Children’s Hospital, Harvard Medical School, Boston; Dipartimento di Neurobiologia, David Geffen School of Medicine, Università della California, Los Angeles.
Questo lavoro è stato sostenuto dalla Fondazione Defitech, Wings for Life, Riders4Riders, Wyss Center for Bio and Neuroengineering, Fondo nazionale svizzero per la ricerca scientifica (PZ00P3_185728 per MAA e PZ00P3_208988 per JWS); la Morton Cure Paralysis Foundation (a MAA); la Fondazione ALARME (a MAA e GC); la Dr. Miriam e Sheldon G. Adelson Medical Foundation (a MVS, ZH e TJD); Wings for Life (MAA, MVS, MAS e MM); Fondazione Holcim-Stiftung (a JWS); e gli Istituti canadesi per la ricerca sanitaria (a JWS). Siamo grati a J. Ravier e M. Burri per le illustrazioni e a L. Batti e I. Gantar dell’Advanced Lightsheet Imaging Center (ALICe) presso il Wyss Center for Bio and Neuroengineering, Ginevra. Finanziamento: questo lavoro è stato sostenuto in parte utilizzando le risorse e i servizi della Gene Expression Core Facility e della Piattaforma Bertarelli per la terapia genica presso la Scuola di Scienze della Vita dell’EPFL.
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