La corteccia cerebrale funge da centro di controllo dei nostri processi cognitivi. Durante l’embriogenesi, decine di tipi di neuroni con funzioni distinte si uniscono per formare i circuiti che guidano i nostri pensieri e le nostre azioni. Questi neuroni sono generati da cellule progenitrici, che le producono una dopo l’altra in un ordine molto preciso. Mentre i libri di testo sulle neuroscienze stabiliscono la natura irreversibile di questo processo di specializzazione, i ricercatori dell’Università di Ginevra ora forniscono prove del contrario. Infatti, quando le cellule progenitrici vengono trapiantate in un giovane embrione di topo, recuperano le loro abilità passate e ringiovaniscono. Questi risultati sono ora pubblicati sulla rivista “Nature”. Rivelando una plasticità progenitrice insospettata, hanno fatto luce su come il cervello si costruisce da solo. A lungo termine, aprono nuove prospettive per la rigenerazione dei circuiti corticali danneggiati.
I circuiti della corteccia cerebrale sono alla base della nostra capacità di comprendere il mondo e interagire con esso. La diversità dei neuroni corticali e dei circuiti che compongono quindi in qualche modo determina la diversità dei nostri pensieri e dei nostri comportamenti. Ma come vengono generati questi neuroni? Nei topi, in ogni giorno embrionale le cellule progenitrici producono un tipo specifico di neuroni prima di passare a un altro tipo di neurone il giorno successivo. La ricerca condotta negli anni ’90 aveva dimostrato che questa progressione era accompagnata da una limitazione di competenza, come se per andare avanti, i progenitori dovessero dimenticare come produrre il precedente tipo neuronale.
Il laboratorio di Denis Jabaudon, professore presso il Dipartimento di Neuroscienze di base presso la Facoltà di Medicina dell’UNIGE, si concentra sullo sviluppo della corteccia cerebrale. Lo scorso maggio, il suo team aveva già rivelato, sulla rivista Science, i modelli temporali che governano la nascita sequenziale dei diversi tipi di neuroni corticali dai progenitori. «Questa volta, abbiamo esaminato la potenziale plasticità di questi progenitori. Le regole della maturazione dei progenitori sono stabilite nella pietra? O queste cellule possono in determinate circostanze subire un riavvolgimento temporale e generare di nuovo tipi neuronali passati? »
Per rispondere a queste domande, i ricercatori hanno trapiantato progenitori di embrioni di topo in ritardo in quelli più giovani, come avevano fatto i neuroscienziati negli anni 90, ma questa volta con risultati opposti: hanno scoperto che i progenitori potevano ringiovanire nel nuovo ambiente. «Usando tecniche di isolamento cellulare più precise, siamo stati in grado di identificare progenitori che agiscono come cellule staminali autentiche. Una volta nel loro nuovo ambiente, ringiovaniscono per diventare essenzialmente identici ai progenitori non trapiantati. L’ambiente in cui si trova la cellula agisce quindi come una vera cura della giovinezza!». Inoltre, i neuroscienziati di Ginevra hanno identificato il meccanismo molecolare responsabile di questo ringiovanimento cellulare: la proteina Wnt. “Sapevamo che la segnalazione Wnt era importante per mantenere le cellule staminali in uno stato indifferenziato, ma qui sembra in grado di fare un passo ulteriore invertendo il processo di maturazione cellulare”, afferma Denis Jabaudon.
I ricercatori hanno quindi tentato senza successo di accelerare il processo di invecchiamento trapiantando giovani progenitori in embrioni più anziani. «Con nostra grande sorpresa, i nostri risultati mostrano l’esatto contrario di ciò che la comunità scientifica ha dato per scontato, vale a dire che ringiovanire i progenitori era impossibile, ma che accelerare il loro invecchiamento era possibile. Siamo riusciti a riavvolgere temporaneamente le nostre celle, ma non per farle avanzare rapidamente.»
Pertanto, l’idea profondamente radicata che la progressione della competenza implica una limitazione della competenza non si applica qui. Tuttavia, alcuni progenitori sembrano impermeabili a questo ringiovanimento, ma perché ciò rimane sconosciuto.
Poiché agli adulti sono rimaste solo pochissime cellule progenitrici, come possono essere utilizzate queste scoperte a scopi terapeutici? Alla fine del processo di differenziazione, i progenitori diventano astrociti, un tipo di cellula che viene preservato a tutte le età della vita. Sarebbe possibile, quindi, trasformare gli astrociti in cellule progenitrici al fine di produrre un tipo specifico di neuroni che sarebbero scomparsi in seguito a un incidente o una malattia? «Il nostro lavoro fornisce una prova di principio per la malleabilità cellulare», spiega Denis Jabaudon, «Sarà interessante cercare di capire se questo fenomeno può essere utilizzato a fini di rigenerazione.»
