Le cellule nervose comunicano tra loro attraverso assoni e dendriti o, più in generale, neuriti, dei conduttori di impulsi puramente elettrici, in cui questi conduttori sono in contatto diretto con le strutture del neurone “bersaglio”. Durante lo sviluppo, crescono e formano connessioni con altre cellule nervose, chiamate. I neuriti che non sono collegati correttamente, o che non sono più necessari, vengono rimossi da un meccanismo correttivo noto come “potatura“. Questi processi di potatura possono apparire drastici, e a volte i neuriti sembrano essere tagliati direttamente dalla cellula nervosa. I ricercatori guidati dal Dr. Sebastian Rumpf dell’Istituto di Biologia Neurocomportamentale dell’Università di Münster (Germania) hanno ora scoperto il meccanismo di recisione dei neuriti. In uno studio pubblicato sul Journal of Cell Biology, il team ha dimostrato che nelle cellule nervose sensoriali del moscerino della frutta, Drosophila melanogaster, la potatura avviene attraverso uno strappo meccanico. Nel moscerino della frutta, un gran numero di neuriti viene rimosso attraverso la potatura durante la fase pupale, o metamorfosi. “Per prima cosa i neuriti diventano molto instabili. Ciò è dovuto a un meccanismo intrinseco”, spiega Sebastian Rumpf. La fase principale della potatura coincide con la fase in cui l’animale cambia la forma del corpo, che comporta forti contrazioni. “Ora abbiamo scoperto che questi movimenti mettono sotto stress i fragili neuriti, tanto da strapparli”, spiega Rumpf. I neuriti recisi vengono quindi riconosciuti come “rifiuti” ed eliminati dal tessuto circostante. Le cellule animali subiscono costantemente forze meccaniche, alle quali possono reagire, ad esempio cambiando forma. “Sorprendentemente si sa poco sul ruolo delle forze meccaniche nel sistema nervoso”, affermano gli autori, il Dr. Rafael Krämer e il Dr. Neele Wolterhoff. “Il nostro lavoro mostra ora come la trazione meccanica possa avere un impatto sulle cellule nervose”. In precedenza, il meccanismo di potatura non era chiaro e il ruolo svolto dalle forze meccaniche non era stato studiato. Gli esperti sospettavano invece che dovesse esserci un meccanismo di recisione nei neuriti stessi. Tuttavia, gli effetti causati da potenziali enzimi di “recisione” potevano sempre essere spiegati meglio in modi diversi, per cui il meccanismo rimaneva poco chiaro.
La dimostrazione di forze meccaniche nelle pupe di Drosophila è difficile perché gli animali non possono essere rimossi dai loro involucri pupali per effettuare misurazioni di forza. Per superare questo problema, Krämer e Wolterhoff hanno seguito il processo di potatura utilizzando la microscopia video dal vivo, realizzando molti video lunghi delle cellule nervose in fase di potatura. Hanno poi dimostrato l’esistenza di forze di trazione attraverso l’analisi di queste registrazioni video. Ad esempio, i neuriti si sono inizialmente allungati prima di essere strappati, indicando che erano sotto tensione. Utilizzando manipolazioni genetiche, sono riusciti anche a diminuire i movimenti morfogenetici, che hanno causato difetti nel processo di potatura.
