I ricercatori portano alla luce tunnel segreti tra il cranio e il cervello

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Immagine: i canali scoperti recentemente nel cranio possono fornire una scorciatoia per le cellule immunitarie che vanno al tessuto danneggiato. Credito: Nahrendorf Lab.

I ricercatori hanno portato alla luce tunnel segreti tra il cranio e il cervello.

Il midollo osseo, il tessuto spugnoso presente nella maggior parte delle nostre ossa, produce globuli rossi e cellule immunitarie che aiutano a combattere le infezioni e guariscono le ferite. Secondo un nuovo studio su topi ed esseri umani, piccoli tunnel corrono dal midollo osseo del cranio fino al rivestimento del cervello e possono fornire un percorso diretto per le cellule immunitarie che rispondono alle lesioni causate da ictus e altri disturbi cerebrali.

 Lo studio è stato finanziato in parte dal National Institutes of Health e pubblicato su Nature Neuroscience.

“Abbiamo sempre pensato che le cellule immunitarie delle nostre braccia e delle nostre gambe viaggiassero attraverso il sangue verso il tessuto cerebrale danneggiato: i  risultati di questo studio suggeriscono che le cellule immunitarie potrebbero invece prendere una scorciatoia per arrivare rapidamente alle aree di infiammazione“, ha detto Francesca Bosetti, Direttore del programma presso il National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) del NIH. “L’ infiammazione gioca un ruolo fondamentale in molti disturbi cerebrali ed è possibile che i canali appena descritti possano essere importanti in una serie di condizioni: la scoperta di questi canali apre molte nuove vie di ricerca”.

Usando strumenti all’avanguardia e coloranti specifici nelle cellule di topi, Matthias Nahrendorf, Professore presso la Harvard Medical School e Massachusetts General Hospital a Boston ed i suoi colleghi sono stati in grado di distinguere se le cellule immunitarie viaggianti al tessuto cerebrale danneggiato da ictus o meningite, proveniva dal midollo osseo del cranio o della tibia. In questo studio, i ricercatori si sono concentrati sui neutrofili, un particolare tipo di cellula immunitaria, che sono tra i primi ad arrivare in un sito di lesione.

I risultati dai cervelli di topo hanno mostrato che durante l’ictus, è più probabile che il  cranio fornisca neutrofili al tessuto leso rispetto alla tibia. Al contrario, a seguito di un attacco di cuore, il cranio e la tibia hanno fornito un numero simile di neutrofili al cuore, che è lontano da entrambe le aree.

Il gruppo del Dr. Nahrendorf ha anche osservato che sei ore dopo l’ictus, c’erano meno neutrofili nel midollo osseo del cranio rispetto al midollo osseo della tibia, suggerendo che il midollo nel cranio rilasciava molte più cellule nel sito della ferita. Questi risultati indicano che il midollo osseo in tutto il corpo non contribuisce in modo uniforme alla fornitura di cellule immunitarie per aiutare i tessuti feriti o infetti e suggerisce che il cervello danneggiato e il midollo osseo del cranio possano “comunicare” in qualche modo che si traduce in una risposta diretta dei leucociti adiacenti.

Il team del Dr. Nahrendorf ha scoperto che le differenze nell’attività del midollo osseo durante l’infiammazione possono essere determinate dal fattore-1 derivato dalle cellule stromali (SDF-1), una molecola che mantiene le cellule immunitarie nel midollo osseo. Quando i livelli di SDF-1 diminuiscono, i neutrofili vengono rilasciati dal midollo. I ricercatori hanno osservato che i livelli di SDF-1 sono diminuiti sei ore dopo l’ictus, ma solo nel midollo cranico e non nella tibia. I risultati suggeriscono che la diminuzione dei livelli di SDF-1 può essere una risposta al danno tissutale locale e allerta e mobilita solo il midollo osseo più vicino al sito di infiammazione.

Successivamente, il Dottor Nahrendorf ed i suoi colleghi volevano vedere come i neutrofili  raggiungevano il tessuto ferito.

“Abbiamo iniziato a esaminare il cranio con molta attenzione, osservandolo da tutti gli angoli, cercando di capire come i neutrofili stavano arrivando al cervello”, ha detto il Dottor Nahrendorf. “Inaspettatamente, abbiamo scoperto minuscoli canali che collegavano il midollo direttamente con il rivestimento esterno del cervello”.

Con l’aiuto di tecniche avanzate di imaging, i ricercatori hanno visto i neutrofili muoversi attraverso i canali. Il sangue scorreva normalmente attraverso i canali dall’interno del cranio al midollo osseo, ma dopo un ictus, i neutrofili venivano visti muoversi nella direzione opposta per arrivare al tessuto danneggiato.

La squadra del Dr. Nahrendorf ha rilevato i canali in tutto il cranio e nella tibia di topi, cosa che li ha portati a cercare caratteristiche simili nel cranio umano. L’imaging dettagliato dei campioni di teschi umani ottenuti dalla chirurgia ha rivelato la presenza dei canali. I canali nel cranio umano erano cinque volte più grandi di diametro rispetto a quelli trovati nei topi. Nei crani umani e di topo, i canali sono stati trovati sia negli strati interni che esterni dell’osso.

La ricerca futura cercherà di identificare gli altri tipi di cellule che viaggiano attraverso i tunnel scoperti di recente e il ruolo che queste strutture svolgono nella salute e nelle malattie.

Fonte: Nature

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