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Identificato il processo molecolare che potrebbe accelerare il recupero da lesioni dei nervi periferici

Immagine, Credit: Broad Stem Cell Research Center.

Venti milioni di americani soffrono di lesioni dei nervi periferici, che possono essere causate da traumi, nonché da patologie mediche tra cui il diabete. Queste lesioni possono avere un impatto devastante sulla qualità della vita, con conseguente perdita di sensibilità, funzione motoria e dolore ai nervi di lunga durata. Il corpo è in grado di rigenerare i nervi danneggiati, ma questo processo è lento e incompleto.

Ora, i ricercatori dell’Eli ed Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research dell’UCLA hanno scoperto un processo molecolare che controlla la velocità con cui i nervi crescono durante lo sviluppo embrionale e il recupero dalle lesioni durante la vita.

Lo studio, condotto dall’autore senior Samantha Butler e pubblicato sul Journal of Neuroscience, ha utilizzato esperimenti con i topi per dimostrare che è possibile accelerare la crescita dei nervi periferici manipolando questo processo molecolare. La scoperta potrebbe favorire lo sviluppo di terapie che riducono il tempo necessario alle persone per riprendersi dalle lesioni nervose.

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Il sistema nervoso del corpo umano è composto da due componenti: il sistema nervoso centrale, che comprende il cervello e il midollo spinale e il sistema nervoso periferico, che comprende tutti gli altri nervi del corpo. I nervi periferici si estendono su lunghe distanze per collegare arti, ghiandole e organi al cervello e al midollo spinale, inviando segnali che controllano il movimento attraverso i motoneuroni e trasmettendo informazioni come dolore, tatto e temperatura attraverso i neuroni sensoriali.

A differenza dei nervi del cervello e del midollo spinale che sono protetti dal cranio e dalle vertebre, i nervi del sistema nervoso periferico non hanno tale protezione e questo li rende vulnerabili alle lesioni. Anche se il corpo ha un meccanismo per aiutare i nervi periferici a ristabilire le connessioni dopo l’infortunio, questo processo è lento; i nervi danneggiati ricrescono ad un ritmo medio di appena un millimetro al giorno.

Il ritmo glaciale di questa ripresa può avere un impatto tremendo sulla vita delle persone, poiché potrebbero dover vivere con movimenti e sensazioni compromessi per molti mesi o anni.

“Le persone con gravi lesioni ai nervi periferici spesso perdono la sensibilità, il che li rende suscettibili a ulteriori lesioni e perdono la mobilità, che può portare a atrofia muscolare“, ha detto Butler, che detiene alla Eleanor I. Leslie la cattedra per la ricerca pionieristica sul cervello e in neurobiologia  presso la David Geffen School of Medicine dell’UCLA. “Il processo di ricrescita dei nervi può essere estremamente doloroso e se i muscoli si sono atrofizzati, richiede molta terapia fisica per riacquistare la funzione. Il mio laboratorio cerca metodi per accelerare questo processo di guarigione.”

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In uno studio del 2010 sui topi, Butler e i suoi colleghi hanno scoperto di poter controllare la velocità con cui i nervi crescono nel midollo spinale durante lo sviluppo embrionale, manipolando l’attività di un gene chiamato chinasi 1 di dominio LIM o Limk1 che controlla il tasso di crescita dei nervi regolando l’attività di una proteina chiamata cofilina che svolge un ruolo chiave in un processo noto come polimerizzazione dell’actina che consente ai nervi di estendere le proiezioni filiformi su lunghe distanze per formare reti neurali.

Il nuovo articolo di Butler si basa su queste scoperte dimostrando che Limk1 e cofilina controllano anche il tasso di crescita dei nervi periferici sia durante lo sviluppo che la rigenerazione.

Vedi anche, Uno studio trova la chiave per la rigenerazione dei nervi.

Abbiamo scoperto che una delle prime cose che un nervo fa dopo un trauma è l’accensione di tutte queste prime molecole di sviluppo che hanno controllato il modo in cui il nervo è cresciuto“, ha detto Butler, che è membro del Broad Research Cell Cell Center dell’UCLA.

Nei test preclinici che utilizzano modelli murini con lesioni ai nervi periferici, il laboratorio di Butler ha dimostrato che questo processo molecolare può essere manipolato per far crescere i nervi più velocemente. In particolare, i ricercatori hanno scoperto che i topi geneticamente modificati in modo da rimuovere il gene Limk1 presentavano un aumento del 15% della velocità di ricrescita dei nervi a seguito di una lesione.

“Questo è un modesto miglioramento per un topo, ma che potrebbe tradursi in un grande miglioramento per un essere umano”, ha detto Butler, che ha notato che i nervi ricrescono allo stesso ritmo sia nei topi che nell’uomo.

Questo aumento del tasso di ricrescita nervosa ha portato a un recupero più rapido delle funzioni motorie e sensoriali, misurato da quanto velocemente i topi feriti hanno riguadagnato la capacità di camminare e la sensazione nelle loro zampe. Ciò è significativo perché la funzione sensoriale può richiedere più tempo della funzione motoria per riprendersi dopo una lesione traumatica, tuttavia la funzione sensoriale è fondamentale per la qualità della vita.

In un passo successivo, Butler e il suo laboratorio stanno usando i motoneuroni derivati ​​dalle cellule staminali umane per selezionare i candidati che potrebbero modificare questo processo molecolare e accelerare la rigenerazione dei nervi nell’uomo. Stanno anche ampliando la portata del loro studio esaminando se l’aggiunta di più cofilina, anziché inibire Limk1, potrebbe essere ancora più efficace nell’accelerare il recupero dalle lesioni dei nervi periferici.

Il modello di trattamento sperimentale sopra descritto è stato utilizzato solo nei test preclinici e non è stato testato sull’uomo o approvato dalla Food and Drug Administration come sicuro ed efficace per l’uso nell’uomo.

Fonte, Journal of Neuroscience,

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