Come i pesci zebra ci aiutano a capire il cervello umano

I ricercatori del Virginia Tech, che studiano lo sviluppo del cervello hanno identificato una molecola fondamentale per lo sviluppo della risposta allo stress, una scoperta importante per capire la causa di condizioni di salute mentale come lo stress, l’ansia e i disturbi correlati. Le carenze nella molecola chiamata DSCAML1, abbreviazione di DS cell adhesion molecule like 1, interrompono lo sviluppo del cervello e aumentano i livelli di base del cortisolo, rendendo l’ormone primario dello stress meno capace di fare il suo lavoro. I risultati – pubblicati su Frontiers in Cell and Developmental Biology – indicano una migliore comprensione del ruolo della morte cellulare programmata nel cervello in via di sviluppo e potrebbero portare a nuove terapie per i disturbi legati allo stress, come la depressione e l’ansia.

La morte cellulare programmata libera l’organismo dalle cellule non necessarie, come nel caso di un eccesso di produzione di neuroni nel cervello. Le cose possono andare male se le cellule muoiono quando non dovrebbero, o se non muoiono quando dovrebbero.

Perché il pesce zebra ?

Il gruppo di ricerca di Pan ha scoperto che il normale processo di morte cellulare era interrotto nei pesci zebra con una carenza di DSCAML1, indicando il ruolo della molecola nello sviluppo dei neuroni che regolano lo stress. Il team si è rivolto al pesce zebra, un vertebrato la cui genetica ha molto in comune con l’uomo e che rappresenta un modello sempre più importante per studiare le funzioni e le disfunzioni cerebrali che possono essere applicate all’uomo. Nei pesci zebra, il sistema che controlla le reazioni allo stress inizia a svilupparsi entro uno o due giorni dalla fecondazione e i segnali di cortisolo indotti dallo stress sono visibili entro quattro o cinque giorni. Il rapido sviluppo, combinato con la traslucenza del pesce zebra, offre ai neuroscienziati una finestra per studiare il cervello. Nello studio, alcuni pesci zebra sono stati modificati geneticamente per interferire con la morte cellulare programmata. Gli scienziati si sono concentrati sulla molecola DSCAML1 perché le alterazioni genetiche del suo equivalente umano si osservano nei pazienti che soffrono di un’ampia gamma di disturbi mentali, tra cui disabilità intellettiva, disturbo dello spettro autistico, schizofrenia, epilessia e disturbo da stress. “Abbiamo scoperto che DSCAML1 agisce per promuovere la morte cellulare e la morte cellulare è un meccanismo fondamentale coinvolto in diverse malattie”, ha detto uno degli autori dello studio. Queste includono non solo i disturbi dello sviluppo, ma anche la neurodegenerazione in età avanzata, come nel caso del Parkinson e dell’Alzheimer. “Più riusciamo a capire come la molecola influisce sulla normale morte cellulare, più riusciamo a capire come influisce sulla funzione cerebrale”.

Cosa succede biologicamente quando ci sentiamo minacciati

Una risposta allo stress ben funzionante può essere vitale per la sopravvivenza. Di fronte a una minaccia, i sistemi endocrino, nervoso e immunitario entrano in funzione. Il corpo diventa più vigile e il cervello si concentra più chiaramente su azioni e comportamenti che facilitano la sopravvivenza. Si riduce anche la risposta al dolore a causa del rilascio di cortisolo e della sua azione sul cervello. I ricercatori hanno introdotto lo stress agitando l’acqua nelle vasche e cambiandone la salinità, fattori di stress acuto che le larve sperimenterebbero nel loro habitat naturale. Nei pesci zebra con carenza di DSCAML1, la risposta allo stress era sbilanciata. “Le risposte maladattative allo stress possono causare disturbi associati allo stress, come ansia e depressione”, ha detto Pan. Pan ritiene che la ricerca apra nuove linee di ricerca. “Potrebbe esserci un meccanismo per cui il cervello si adatta all’ambiente regolando il numero di cellule, e questo potrebbe essere un fattore significativo nel predisporre le persone a fattori di rischio più avanti nella vita”, ha detto l’autore. Determinando l’importanza della morte cellulare, i medici potrebbero essere in grado di pianificare meglio la terapia utilizzando la risonanza magnetica ad alta risoluzione o altre tecnologie di imaging in grado di risolvere gruppi di tipi cellulari specifici in futuro. “Se ci sono diversi modi di trattare le persone che hanno meno o più cellule, questo sarebbe vantaggioso in termini di indirizzare la terapia giusta alle persone giuste”, ha concluso.

 

 

 

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