Guaine mieliniche-immagine: dopo il danno, le guaine mieliniche si gonfiano e possono successivamente rimodellarsi. Seguendo gli oligodendrociti e le loro guaine mieliniche nel tempo mediante imaging in vivo in tessuti di pesce zebra, topo e umano post-mortem, abbiamo osservato che il rigonfiamento della guaina mielinica che si verifica dopo un danno è dinamico e non sempre porta alla perdita di mielina. L’attività neuronale aumenta il rigonfiamento della mielina dopo il danno, mentre una riduzione dell’attività lo attenua.Credito Science.
La perdita di mielina (demielinizzazione) nel sistema nervoso centrale è un segno distintivo di diversi disturbi neurologici. Tuttavia, non è ancora chiaro come avvenga il processo di demielinizzazione. Utilizzando modelli di pesce zebra e tessuto umano, Arafa et al . hanno dimostrato che le guaine mieliniche si gonfiano drasticamente dopo l’induzione del danno e prima di essere perse (vedere la prospettiva di Nwangwu e Monje). I dati di imaging in vivo nel pesce zebra hanno indicato che le guaine mieliniche possono in alcuni casi resistere a danni estesi (gonfiore) e persino recuperare attraverso il rimodellamento morfologico. “La manipolazione farmacologica dell’attività neuronale può influenzare questa capacità di recupero, suggerendo una potenziale opportunità terapeutica per prevenire la perdita di mielina nelle malattie e nell’invecchiamento”, dice Mattia Maroso.
La mielina è essenziale per il normale funzionamento del sistema nervoso centrale (SNC) e viene alterata e/o persa in una serie di patologie umane. In condizioni come la sclerosi multipla (SM) e nei modelli animali di demielinizzazione, la perdita di mielina può innescare il processo rigenerativo di rimielinizzazione, mediato principalmente dalla generazione di nuovi oligodendrociti. Sebbene si conosca molto sulla generazione degli oligodendrociti, sulla formazione della mielina e sulla rigenerazione, sappiamo molto meno su come la mielina risponde al danno. Ad esempio, non è chiaro se le guaine mieliniche danneggiate si perdano in modo simile indipendentemente dall’insulto e in che misura il danno porti necessariamente alla perdita della guaina. Non è inoltre noto se le guaine mieliniche danneggiate del SNC possano avere la capacità di ripararsi”, spiega Araf.
“Motivati dalle prove della sua adattabilità e del suo potenziale di rimodellamento strutturale nel sistema nervoso sano, abbiamo studiato se la mielina nel SNC possa resistere ai danni e possibilmente recuperarsi anziché andare persa. Abbiamo ipotizzato che, se la mielina avesse effettivamente la capacità di resistere ai danni e di rimodellarsi dinamicamente, ciò potrebbe creare nuove opportunità per proteggerla dalla perdita e/o promuoverne la riparazione nelle patologie umane”, spiega Donia Arafa dell‘Istituto per le neuroscienze e la ricerca cardiovascolare, Università di Edimburgo, Edimburgo, Regno Unito e MS Society Edinburgh Centre for MS Research, Università di Edimburgo.
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RISULTATI
“Utilizzando una varietà di modelli di demielinizzazione di zebrafish e roditori in cui il danno veniva indotto in modi distinti, abbiamo identificato il rigonfiamento della mielina come un segno distintivo precoce del danno mielinico che precedeva la perdita di mielina conclamata. Utilizzando l’imaging longitudinale in vivo in zebrafish e un modello di coltura di fettine corticali organotipiche in roditori, abbiamo scoperto che il rigonfiamento della guaina mielinica non prefigurava necessariamente la perdita di mielina e che il danno alle guaine poteva risolversi nel tempo. Queste osservazioni indicavano che la mielina danneggiata ha una capacità di rimodellamento strutturale dinamico.
Dato che il rigonfiamento di cellule e tessuti è determinato dall’alterazione dell’omeostasi di ioni e fluidi, abbiamo studiato se l’attività neuronale potesse influenzare la demielinizzazione. Attraverso una serie di stimolazioni comportamentali, attivazione optogenetica e interventi farmacologici, abbiamo scoperto che l’aumento dell’attività neuronale esacerbava il rigonfiamento della mielina e riduceva la sopravvivenza degli oligodendrociti nel pesce zebra. Al contrario, la riduzione dell’attività neuronale mitigava significativamente il rigonfiamento della mielina sia nei modelli di pesce zebra che in quelli di mammifero. Nel complesso, queste osservazioni indicano che l’attività neuronale rappresenta un fattore di rischio che può esacerbare la patologia mielinica precoce.
Estendendo questi risultati agli esseri umani, abbiamo analizzato il tessuto post-mortem della SM e abbiamo scoperto che i rigonfiamenti erano prevalenti nelle lesioni attive e croniche attive, suggerendo che il rigonfiamento della mielina rappresenti una caratteristica evolutivamente conservata della demielinizzazione. L’imaging in vivo della patologia mielinica nel tessuto acuto della SM post-mortem, utilizzando l’imaging ad alta risoluzione della generazione di terza armonica, ha ulteriormente rivelato che il rigonfiamento della mielina potrebbe cambiare dinamicamente nel tempo e mostrare segni di risoluzione nel contesto umano”, dice Araf.
CONCLUSIONE
I risultati dello studio dimostrano che il danno precoce alla mielina, caratterizzato da un rigonfiamento della stessa, è altamente dinamico tra le specie, anche in caso di patologie umane (SM). Lo studio rivela che la mielina danneggiata ha la capacità di rimodellarsi, il che potrebbe rappresentare un meccanismo evolutivamente conservato per proteggere la mielina gravemente compromessa dalla perdita. Intervenire su questo danno precoce, prima che la mielina si perda, potrebbe offrire nuove possibilità terapeutiche per le patologie demielinizzanti e per preservare l’integrità della mielina con l’età.
Fonte: Science