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Lesioni midollo spinale: identificati i neuroni che ripristinano la deambulazione

(Lesioni midollo spinale-Immagine: Credito: Ecole Polytechnique Federale de Lausanne).

In un programma di ricerca pluriennale coordinato dai due Direttori di NeuroRestore — Grégoire Courtine, Professore di neuroscienze all’EPFL e Jocelyne Bloch, neurochirurgo presso l’Ospedale universitario di Losanna (CHUV), pazienti paralizzati da una lesioni del midollo spinale e coloro che sono stati sottoposti a stimolazione elettrica epidurale mirata dell’area che controlla il movimento delle gambe sono stati in grado di riacquistare alcune funzioni motorie.

Nel nuovo studio degli scienziati di NeuroRestore, apparso oggi su Nature, non solo è stata dimostrata l’efficacia di questa terapia in nove pazienti, ma è stato dimostrato che il miglioramento della funzione motoria persiste nei pazienti dopo il completamento del processo di neuroriabilitazione e quando la stimolazione elettrica è stata spenta. Ciò suggeriva che le fibre nervose utilizzate per camminare si erano riorganizzate. Gli scienziati ritengono che fosse fondamentale capire esattamente come avviene questa riorganizzazione neuronale al fine di sviluppare trattamenti più efficaci e migliorare la vita del maggior numero possibile di pazienti.

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I neuroni Vsx2 si riorganizzano per ripristinare la deambulazione

Per arrivare a questa comprensione, il team di ricerca ha prima studiato i meccanismi sottostanti nei topi. Ciò ha rivelato una proprietà sorprendente in una famiglia di neuroni che esprimono il gene Vsx2: sebbene questi neuroni non siano necessari per camminare in topi sani, erano essenziali per il recupero della funzione motoria dopo una lesione del midollo spinale .

Credito: Ecole Polytechnique Federale de Lausanne

Questa scoperta è stata il culmine di diverse fasi della ricerca fondamentale. Per la prima volta, gli scienziati sono stati in grado di visualizzare l’attività del midollo spinale di un paziente mentre camminava. Ciò ha portato a una scoperta inaspettata: durante il processo di stimolazione del midollo spinale, l’attività neuronale è effettivamente diminuita durante la deambulazione. Gli scienziati hanno ipotizzato che ciò fosse dovuto al fatto che l’attività neuronale era selettivamente diretta verso il recupero della funzione motoria.

Per verificare la loro ipotesi, il team di ricerca ha sviluppato una tecnologia molecolare avanzata. “Abbiamo creato la prima cartografia molecolare 3D del midollo spinale“, afferma Courtine. “Il nostro modello ci ha permesso di osservare il processo di recupero con una maggiore granularità, a livello di neurone“. Grazie al loro modello altamente preciso, gli scienziati hanno scoperto che la stimolazione del midollo spinale attiva i neuroni Vsx2 e che questi neuroni diventano sempre più importanti man mano che il processo di riorganizzazione si svolge.

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Vedi anche:Lesione del midollo spinale: trattamento epigenetico può aiutare il midollo spinale a rigenerarsi

Un versatile impianto spinale

Stéphanie Lacour, un’altra Professoressa dell’EPFL, ha aiutato il team di ricerca a convalidare i propri risultati con gli impianti epidurali sviluppati nel suo laboratorio. Lacour ha adattato gli impianti aggiungendo diodi emettitori di luce che hanno consentito al sistema non solo di stimolare il midollo spinale, ma anche di disattivare i soli neuroni Vsx2 attraverso un processo optogenetico. Quando il sistema è stato utilizzato su topi con una lesione del midollo spinale, i topi hanno smesso di camminare immediatamente a causa dei neuroni disattivati, ma non ci sono stati effetti sui topi sani. Ciò implica che i neuroni Vsx2 sono sia necessari che sufficienti affinché le terapie di stimolazione del midollo spinale siano efficaci e portino alla riorganizzazione neurale.

“È essenziale per i neuroscienziati essere in grado di comprendere il ruolo specifico che ogni sottopopolazione neuronale svolge in un’attività complessa come camminare“, afferma Bloch. “Il nostro nuovo studio, in cui nove pazienti di studi clinici sono stati in grado di recuperare un certo grado di funzione motoria grazie ai nostri impianti, ci sta fornendo preziose informazioni sul processo di riorganizzazione dei neuroni del midollo spinale”.

Jordan Squair, che si concentra sulle terapie rigenerative all’interno di Neurorestore, aggiunge: “Questo studio apre la strada a trattamenti mirati per i pazienti paralizzati. Ora possiamo mirare a manipolare questi neuroni per rigenerare il midollo spinale”.

Fonte:Nature

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