Secondo un nuovo studio, gli astrociti sarebbero in grado di favorire la transizione del cervello da uno stato altamente plastico (tipico dei periodi critici dello sviluppo) ad uno maggiormente stabile.
La ricerca è stata condotta nel laboratorio dell’Institute of Neuroscience dell’University of Oregon, ed ha tentato di esplorare lo sviluppo del sistema nervoso centrale utilizzando il modello animale costituito dai moscerini della frutta (Drosophila melanogaster), riuscendo a identificare in particolari cellule non elettriche un ruolo chiave nel passaggio da un cervello altamente plastico a uno meno modellabile e più maturo.
Gli astrociti, cellule della glia così denominate per la loro forma simile a quella di una stella, ed i geni ad essi associati, potrebbero quindi diventare il bersaglio di nuove terapie per combattere il declino cognitivo.
I dettagli dello studio
Nella ricerca, il team si è focalizzato sui circuiti motori delle larve dei moscerini della frutta nel corso di particolari momenti dello sviluppo.
Sfruttando la tecnica dell’optogenetica, ovvero un metodo attraverso il quale è possibile inibire o eccitare le cellule nervose, in questo caso motoneuroni, è stato possibile analizzare i meccanismi sottostanti allo sviluppo del sistema nervoso.
Nel corso di queste manipolazioni dei periodi critici di sviluppo delle larve, il gruppo di ricerca ha potuto constatare il particolare comportamento degli astrociti, i quali avvolgevano attraverso le loro proiezioni le connessioni neurali, di fatto stabilizzandole.
I geni candidati associati agli astrociti sono stati quindi esaminati per comprendere meglio i meccanismi molecolari in grado di gestire la finestra nella quale la plasticità motoria si sviluppa maggiormente.
I geni interessati sono sembrati essere quelli della neuroligina, una proteina sulle proiezioni degli astrociti che si lega alla neurexina, un’altra proteina che invece funge da recettore sui dendriti dei neuroni in via di sviluppo.
Inibendo questo particolare pathway genetico, infatti, è stato possibile estendere il periodo di maggiore plasticità; allo stesso, la manipolazione optogenetica che induceva una espressione precoce di tali proteine terminava precocemente il periodo di plasticità.
Infine, è stato possibile considerare come questi cambiamenti nei tempi caratterizzati da una maggiore plasticità sinaptica determinassero un impatto successivo sul comportamento.
Nel corso del neurosviluppo umano, non a caso, l’estensione dei periodi critici è stata più volte ricollegata a diversi disturbi dello sviluppo neurologico.
Il potenziale terapeutico dietro la scoperta
Le implicazioni della ricerca di sono potenzialmente importantissime, poichè una maggiore comprensione dei meccanismi di chiusura dei periodi critici di sviluppo potrebbe portare ad una serie di nuove terapie mirate a riaprire questi periodi nelle persone anziane, o anche al fine del miglioramento o l’apprendimento di una abilità.
Secondo gli autori della ricerca, l’obiettivo successivo sarà quello di condurre studi simili sui vertebrati, utilizzando in particolare il pesce zebra. La strada sembra essere ancora lunga perché gli effetti di questo filone di ricerca siano riscontrabili sugli uomini, ma la strada è quella giusta.
Fonti:
“Astrocytes close a motor circuit critical period” by Sarah D. Ackerman, Nelson A. Perez-Catalan, Marc R. Freeman & Chris Q. Doe. Nature
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