Il sequenziamento unicellulare fornisce nuove informazioni fondamentali sul cervello addominale

I ricercatori del Karolinska Institutet sono riusciti a mappare i tipi di neuroni che compongono il sistema nervoso enterico nell'intestino dei topi. Lo studio, che viene pubblicato oggi sulla rivista scientifica Neuroscienze della natura , descrive anche come si formano i diversi neuroni durante lo sviluppo fetale, un processo che segue principi diversi dai neuroni cerebrali.

Il nostro tratto gastrointestinale (GI) lungo circa sette metri ha i suoi neuroni funzionalmente distinti. Poiché questo sistema nervoso enterico (ENS) opera in modo autonomo, a volte è indicato come il cervello "secondo" o "addominale".

Mentre l'ENS controlla il movimento muscolare (peristalsi) nell'intestino e il suo equilibrio dei fluidi e il flusso sanguigno, comunica anche con il sistema immunitario e il microbioma. Ha quindi un effetto sistemico sul corpo e si pensa che sia coinvolto in una vasta gamma di malattie. Si stima che circa il 30% della popolazione viva con complicazioni gastrointestinali permanenti.

Utilizzando il sequenziamento di una singola cellula, un metodo che consente agli scienziati di classificare e classificare funzionalmente le singole cellule determinando quali geni sono attivi in ​​esse, i ricercatori del Karolinska Institutet hanno ora mappato i neuroni che compongono il topo ENS. In parole povere, la funzione dei neuroni può essere suddivisa in sensoriali, motorio o interneuronale; Ora, i ricercatori sono riusciti a descrivere sottogruppi di tali cellule nervose - in totale, hanno identificato e classificato dodici diversi tipi di neuroni ENS, compresi sottogruppi di neuroni sensoriali, alcuni dei quali sono attivati ​​da sostanze nell'intestino e influenzano il sistema immunitario, mentre altri sono stimolati più meccanicamente.

I ricercatori hanno anche studiato come si formano i neuroni del tratto gastrointestinale durante la gestazione, e ha scoperto che il processo di maturazione segue principi diversi da quello del sistema nervoso centrale (SNC). Nel SNC, i neuroni maturano da cellule staminali che sono "pre-programmate" per formare un certo tipo di neurone a seconda della loro posizione, poiché sono necessari diversi tipi di neuroni in diversi siti del SNC. Nell'ENS, d'altra parte, la stessa composizione di neuroni è necessaria lungo l'intera lunghezza dell'intestino.

Non è quindi chiaro come le cellule dell'ENS "sanno" in cosa maturare. In questo studio, i ricercatori mostrano che diversi tipi neuronali nel SNE si formano dopo che le cellule sono maturate in neuroni e identificano un fattore di trascrizione, Pbx3, che gioca un ruolo importante in questo processo di trasformazione.

Quello che faremo dopo è attivare sistematicamente i diversi neuroni del SNE nei topi per studiare come vengono influenzate le funzioni gastrointestinali. Questo ci consentirà di produrre una conoscenza funzionale dettagliata dei diversi neuroni. Così, nel futuro, saremo in grado di capire il ruolo svolto dai neuroni in diverse malattie intestinali e identificare i bersagli per nuovi farmaci".

Ulrika Marklund, ultimo autore dello studio, ricercatore, Dipartimento di Biochimica Medica e Biofisica, Karolinska Institutet

Continua:"Le nostre nuove scoperte sulla formazione dell'ENS apriranno anche la strada a metodi migliori per "produrre" specifici neuroni enterici. È concepibile che alla fine potremmo avere terapie con cellule staminali per curare o alleviare diverse malattie intestinali che coinvolgono la ri-creazione dei neuroni ENS. Ma non siamo ancora arrivati".

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