I neuroscienziati dell'UVA hanno scoperto che nel cervello in via di sviluppo si verifica una forma inaspettata di pulizia cellulare. Se questo processo va male – accade troppo poco o troppo – può causare cambiamenti permanenti nel cablaggio del cervello. Nei topi di laboratorio, questo si traduce in un comportamento simile all'ansia, e può svolgere un ruolo in condizioni neurologiche come l'autismo negli esseri umani.
Non vuoi che le cellule [del cervello] abbiano compromessi genomici. Non vuoi DNA danneggiato. Quindi questo sarebbe un meccanismo normale per espellere quelle cellule dall'essere incorporate nel sistema nervoso centrale. Quando il danno non viene riconosciuto, le cellule che hanno un danno al DNA vivono nel SNC [sistema nervoso centrale] e possono essere viste dall'accumulo di danni al DNA nel cervello".
Catherine R. Lammert, ricercatore, UVA
Il detergente cellulare individuato dai ricercatori, l'inflammasoma AIM2, è stato associato principalmente alla risposta immunitaria dell'organismo alle infezioni, ma non è stato ampiamente studiato nel cervello. Ma lì svolge un ruolo fondamentale nel garantire che il cervello in via di sviluppo sia assemblato correttamente e funzioni correttamente, Lammert ha scoperto in collaborazione con il ricercatore principale John Lukens, dottorato di ricerca.
"Il neurosviluppo è un processo molto complicato, " disse Lammert, uno studente laureato le cui competenze specialistiche sono state determinanti nella scoperta. "Questa forma di morte cellulare gioca effettivamente un ruolo nella rimozione delle cellule indesiderate dal cervello per stabilire un SNC sano con le connessioni corrette e il giusto numero di cellule".
Più della metà dei neuroni creati durante lo sviluppo del cervello finisce per morire, quindi una pulizia adeguata è essenziale, ha osservato Lukens, del Dipartimento di Neuroscienze dell'UVA. "Si pensa che troppo o troppo poco sia alla base di tutto, dall'autismo alla disabilità intellettiva, qualsiasi tipo di disturbo dello sviluppo neurologico, " Egli ha detto.
Per esempio, l'atassia è una condizione che induce le persone a perdere il controllo dei propri movimenti. "C'è la possibilità che questo percorso possa contribuire alla perdita neuronale che si osserva nell'atassia, " disse Lukens, un ricercatore del Centro per l'immunologia cerebrale e glia (BIG) dell'UVA. "Da una parte, ne hai bisogno [la pulizia] ma se ne hai troppa, può avere conseguenze negative, Come, potenzialmente, atassia. Molte delle malattie neurodegenerative ad esordio precoce sono associate a mutazioni nelle proteine di riparazione del danno al DNA, e anche questo percorso potrebbe essere coinvolto".
La scoperta è avvenuta in modo un po' fortuito, il risultato di un'osservazione del comportamento dei topi di laboratorio mentre i ricercatori stavano indagando sulla lesione cerebrale traumatica. Ma seguire questa pista inaspettata ha dato agli scienziati una migliore comprensione dello sviluppo del cervello, e che la comprensione potrebbe un giorno produrre nuovi trattamenti per le malattie neurologiche.
Lucani, un membro del Carter Immunology Center dell'UVA, ha avvertito che tali trattamenti sono probabilmente molto lontani, ma ha detto che una terapia basata sulla scoperta potrebbe avere applicazioni diffuse. "Colpire questo percorso nel cervello maturo fornirebbe probabilmente una strategia di trattamento per qualsiasi malattia neurodegenerativa associata a danni al DNA, " ha detto. "E questi sono tutti i principali colpi pesanti:il morbo di Alzheimer, Parkinson, SLA."
I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati sulla prestigiosa rivista Nature. Gli autori dello studio sono Lammert, Elizabeth L. Frost, Calli E. Bellinger, Ashley C. Bolte, Celia A. McKee, Mariah E. Hurt, Matt J. Paysour, Hannah E. Ennerfelt e Lukens.
La ricerca è stata supportata dalla Fondazione Hartwell; Rettsyndrome.org sovvenzione 22349; la Fondazione della famiglia Owens; e Brain &Behavior Research Foundation sovvenzione 27515. Lammert è stato sostenuto da una borsa di studio pre-dottorato dall'Istituto nazionale di scienze mediche generali del National Institutes of Health e da una borsa di studio Wagner.
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