Immagine, Sclerosi multipla- tre immagini di sezioni nervose (quasi bianche) circondate da guaine di mielina (dal grigio scuro al nero). I rivestimenti di mielina maturi sono spessi. Linee sottili di mielina rivelano che hanno perso la loro mielina a causa della malattia, e sono stato re-inguainate dalle cellule degli oligodendrociti vicine (in grigio medio). Credito: Duncan et al, PNAS , 2018.
Nella Sclerosi Multipla, le cellule nervose private del loro isolamento non possono più trasportare informazioni vitali, causando intorpidimento, debolezza e problemi alla vista. Un nuovo studio mostra che una fonte trascurata potrebbe essere in grado di sostituire quell’isolamento perduto e fornire un nuovo modo per curare malattie come la SM.
Le cellule chiamate neuroni fanno funzionare il sistema nervoso centrale trasmettendo segnali elettrici lungo connessioni filiformi chiamate assoni che svolgono il loro lavoro al meglio quando sono avvolti in un rivestimento isolante di una sostanza grassa chiamata mielina.
“Quando perdi la mielina, gli assoni non conducono alla loro normale velocità il segnale o non lo conducono affatto”, dice Ian Duncan, un neuroscienziato dell’Università della Wisconsin-Madison School of Veterinary Medicine. “E se sono colpiti abbastanza – come in una vasta area di demielinizzazione nella Sclerosi Multipla – si sviluppano sintomi clinici relativi a quella parte del sistema nervoso”.
La mielina è composta da oligodendrociti, cellule che possono raggiungere diversi assoni vicini per avvolgerne alcune parti nella guaina mielinica protettiva.
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Il consenso ha affermato che una volta che un assone viene privato della sua mielina, l’unico modo per recuperarlo è iniziare dagli oligodendrociti, ma solo gli oligodendrociti provenienti da precursori chiamati cellule progenitrici di oligodendrociti possono produrre nuova mielina. Pertanto, i trattamenti per la Sclerosi Multipla mirati alla rimielinizzazione si sono concentrati sul reclutamento di cellule progenitrici in aree demielinizzate (chiamate placche) stimolandoli a svilupparsi.
Tuttavia, i ricercatori guidati da Duncan hanno dimostrato in uno studio pubblicato negli Atti della National Academy of Sciences che partire da cellule progenitrici non è l’unica via per la rimielinizzazione. Nei gatti e nei macachi rhesus che hanno subito una grave perdita di mielina, Duncan ha scoperto che gli oligodendrociti completamente sviluppati già in posizione, stavano raggiungendo e iniziando a rivestire gli assoni colpiti con la mielina ancora una volta.
Per rimettere in ordine e rendere utili gli assoni danneggiati, gli oligodendrociti adulti possono ancora avere connessioni con i segmenti di mielina sopravvissuti – detti “internodi” – su altri assoni.
“Se questa cellula è ancora biologicamente attiva e mantiene questi internodi, può estendere i processi a questi segmenti demielinizzati”, dice Duncan, il cui lavoro è supportato dalla National Multiple Sclerosis Society. “Questi processi possono creare nuove guaine mieliniche, che diventano più sottili e più corte rispetto agli internodi precedenti”.
Ma anche la mielina più sottile ripristinerà la funzione nervosa, come hanno riferito Duncan e colleghi nel 2009.
I gatti nutriti con cibo irradiato per diversi mesi sviluppano una grave perdita di mielina in tutto il sistema nervoso. Quando i gatti sono tornati a una dieta regolare, la funzione nervosa è stata ripristinata dalla vasta riparazione della mielina.
I problemi di demielinizzazione dei gatti sono insoliti come dimostra un modello di laboratorio della malattia.
“Il modello per studiare la demielinizzazione e la rimielinizzazione è in un topo alimentato con una tossina chiamata cuprizone“, dice Duncan. “Ma la tossina uccide gli oligodendrociti, quindi, studiando il topo, non dovresti osservare nessuno degli oligodendrociti originali che inizino la rimielinizzazione”.Nel nuovo studio, i ricercatori hanno esaminato il tessuto nervoso dei gatti e hanno scoperto che un unico assone circondato da spessi strati di mielina (formatisi durante lo sviluppo quando gli stessi assoni crescevano) erano intervallati da altri assoni circondati da sottili strati di mielina.
“La spiegazione più probabile dell’aspetto di questo mosaico è la sopravvivenza degli oligos“, dice Duncan. “Le guaine spesse di mielina che non si vedono mai dopo la rimielinizzazione e che sono solo guaine sottili alle quali gli oligodendrociti adulti sopravvissuti sono adiacenti in questi siti di demielinizzazione, rendendoli probabilmente candidati per la riparazione della mielina”.
I ricercatori hanno trovato oligodendrociti collegati a guaine mieliniche spesse e sottili nel midollo spinale del gatto.
Hanno anche trovato questa associazione quando hanno raggiunto un modello di demielinizzazione di una decennale scimmia. Il neuroscienziato Dimitri Agamanolis ha cercato di creare un modello di un’altra malattia demielinizzante umana – chiamata degenerazione combinata subacuta e causata dalla carenza di vitamina B12 – presso la Case Western Reserve University negli anni ’70. Agamanolis aveva salvato blocchi di tessuto nervoso prelevato dalle scimmie e li condivideva con Duncan. Le lesioni della mielina delle scimmie assomigliavano a quelle dei gatti.
“Si vedono anche nelle scimmie, singoli oligodendrociti collegati a guaine mieliniche mature che hanno anche processi estesi a-ed intorno agli assoni demielinizzati“, dice Duncan.
I ricercatori dell’UW-Madison hanno arruolato Grahame Kidd e il laboratorio di ricerca privato Renovo Neural a Cleveland per ricostruire immagini al microscopio elettronico di cellule nervose feline in rappresentazioni 3-D che mostrano oligodendrociti che arrivano su e giù per il midollo spinale, sostenendo la mielina matura e la rimielinizzzione dell guaina danneggiata.
‘Il processo potrebbe non essere riprodotto in pazienti umani affetti da SM abbastanza velocemente da contribuire a mitigare la progressione della malattia’, dice Duncan. ‘ Troppi oligodendrociti possono perdere così tante delle loro connessioni interne che diventano inattivi o muoiono. Ma la scoperta della capacità di riparazione delle cellule mature di produzione della mielina apre nuove opportunità per rallentare o invertire la malattia. In questo momento, l’accento è posto sulla promozione del numero di progenitori oligeni e sulla loro differenziazione, in particolare sugli oligodendrociti adulti“, afferma Duncan. “Ciò che questo lavoro offre è un obiettivo diverso‘
Questo obiettivo richiederà nuovi approcci terapeutici: trovare farmaci, ad esempio, che raggiungano gli oligodendrociti per creare nuove linee di vita con guaine mieliniche danneggiate.
“Nel combattere malattie complesse, come la sclerosi multipla, più strumenti hai a portata di mano, meglio è”, aggiunge Duncan. “Se queste cellule adulte sono reclutabili in qualche modo, dovremmo cercare modi per reclutarle”.
Fonte, PNAS
