Nevralgia-immagine credit public domain.
Per milioni di persone che soffrono di nevralgia, anche un tocco leggero può essere insopportabile. Gli scienziati sospettano da tempo che le cellule nervose danneggiate vacillino perché le loro fabbriche di energia, i mitocondri, non funzionano correttamente.
Ora, una ricerca pubblicata su Nature suggerisce una soluzione: fornire mitocondri sani alle cellule nervose in difficoltà.
Utilizzando tessuti umani e modelli murini, i ricercatori della Duke University School of Medicine hanno scoperto che il ripristino dei mitocondri riduceva significativamente il dolore associato alla neuropatia diabetica e al danno nervoso indotto dalla chemioterapia. In alcuni casi, il sollievo durava fino a 48 ore.
“Fornendo nuovi mitocondri ai nervi danneggiati, o aiutandoli a produrne di più, possiamo ridurre l’infiammazione e favorire la guarigione”, ha affermato l’autore principale dello studio, Ru-Rong Ji, Ph.D., Direttore del Center for Translational Pain Medicine presso il Dipartimento di Anestesiologia della Duke School of Medicine. “Questo approccio ha il potenziale per alleviare il dolore in un modo completamente nuovo”.
Le loro scoperte si basano su prove sempre più numerose che dimostrano che le cellule possono scambiarsi i mitocondri, un processo che gli scienziati stanno iniziando a riconoscere come un sistema di supporto integrato che può influire su molte condizioni, tra cui obesità, cancro, ictus e dolore cronico.
La vita segreta delle cellule gliali
Il lavoro mette in luce un ruolo precedentemente non documentato delle cellule gliali satelliti che sembrano trasportare i mitocondri ai neuroni sensoriali attraverso minuscoli canali chiamati nanotubi tunnel.
“Quando questo passaggio di consegne mitocondriale viene interrotto, le fibre nervose iniziano a degenerare, provocando dolore, formicolio e intorpidimento, spesso nelle mani e nei piedi, le estremità distali delle fibre nervose. Condividendo le riserve energetiche, le cellule gliali satellite possono aiutare a tenere i neuroni lontani dal dolore”, ha affermato Ji, Professore di anestesiologia, neurobiologia e biologia cellulare presso la Duke School of Medicine.
Lo studio ha dimostrato che quando questo trasferimento di energia veniva potenziato, i comportamenti legati al dolore nei topi diminuivano fino al 50%.
I ricercatori hanno anche provato un approccio più diretto. L’iniezione di mitocondri isolati, provenienti da esseri umani o topi, direttamente nei gangli della radice dorsale, un gruppo di cellule nervose che inviano messaggi al cervello, ha prodotto risultati simili, ma solo quando i mitocondri del donatore erano sani; i campioni di persone con diabete non hanno avuto alcun effetto.
Il team ha anche identificato una proteina, MYO10, essenziale per la formazione dei nanotubi che consentono il trasferimento mitocondriale.
Invece di mascherare i sintomi, questo approccio potrebbe risolvere quello che il team ritiene essere il problema alla radice: ripristinare il flusso di energia che mantiene le cellule nervose sane e resistenti.
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Ji ha lavorato con l’autore principale Jing Xu, Ph.D., ricercatore presso il Dipartimento di Anestesiologia, insieme alla collaboratrice di lunga data Caglu Eroglu, Ph.D., Prof.ssa di biologia cellulare alla Duke University, nota per la sua competenza nel comportamento delle cellule gliali.
Astratto
“I neuroni sensoriali primari nei gangli delle radici dorsali (DRG) hanno assoni lunghi e un’elevata richiesta di mitocondri, e la disfunzione mitocondriale è stata implicata nella neuropatia periferica dopo diabete e chemioterapia. Tuttavia, i meccanismi attraverso i quali i neuroni sensoriali primari mantengono il loro apporto mitocondriale rimangono poco chiari. Le cellule gliali satellite (SGC) nei DRG circondano i neuroni sensoriali e regolano l’attività neuronale e il dolore. Qui dimostriamo che le SGC sono in grado di trasferire mitocondri ai neuroni sensoriali dei DRG in vitro, ex vivo e in vivo mediante la formazione di nanotubi a effetto tunnel con miosina 10 derivata dalle SGC (MYO10). La microscopia elettronica a scansione e a trasmissione ha rivelato ultrastrutture simili a nanotubi a effetto tunnel tra le SGC e i neuroni sensoriali nei DRG di topo e umani. Il blocco del trasferimento mitocondriale nei topi naive porta alla degenerazione nervosa e al dolore neuropatico. Il sequenziamento dell’RNA a singolo nucleo e l’ibridazione in situ hanno rivelato che MYO10 è altamente espresso nelle cellule staminali embrionali umane. Inoltre, le cellule staminali embrionali provenienti da DRG di persone con diabete presentano una ridotta espressione di MYO10 e un ridotto trasferimento mitocondriale ai neuroni. Il trasferimento adottivo di cellule staminali embrionali umane nel DRG di topo fornisce una protezione MYO10-dipendente contro la neuropatia periferica. Questo studio svela un ruolo precedentemente sconosciuto della glia periferica e fornisce approfondimenti sulla neuropatia delle piccole fibre nel diabete, offrendo nuove strategie terapeutiche per la gestione del dolore neuropatico”.
Sono necessari ulteriori studi, tra cui l’imaging ad alta risoluzione, per confermare con precisione in che modo i nanotubi contribuiscono a fornire nuovi mitocondri nel tessuto nervoso vivente.
Ciononostante, lo studio mette in luce un percorso di comunicazione tra cellule nervose e cellule gliali, precedentemente trascurato, che potrebbe trattare il dolore cronico alla fonte.
Ulteriori informazioni: Nature