Molecola che protegge contro ritardo mentale e altri disturbi neuronali Scoperto

Maggio 8, 2016 Admin Salute 0 16
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Molti disturbi neuronali, come l'epilessia, la schizofrenia e lissencephaly - una forma di ritardo mentale -, derivano dalla migrazione anomala delle cellule nervose durante lo sviluppo del cervello.

I ricercatori del Mouse Biology Unit del Laboratorio europeo di biologia molecolare (EMBL) in Italia, hanno ora scoperto che una proteina che aiuta a organizzare scheletro delle cellule è fondamentale per prevenire tali difetti. In Genes & Development riferiscono che i topi privi della proteina mostrano i sintomi di lissencephaly indotte dallo sviluppo difettoso della corteccia cerebrale, lo strato superficiale del cervello.

La corteccia cerebrale è una struttura complessa con molte funzioni importanti e un'architettura molto unico composto di tipi cellulari diversi disposti in un ordine specifico di strati. Durante lo sviluppo embrionale degli strati corticali sono generate da cellule progenitrici neuronali che migrano lunghe distanze prima di stabilirsi in un determinato livello.




L'organizzazione spaziale in strati cellulari è essenziale per funzioni corticali. Quando l'architettura strato è disturbato, come nel caso di lissencephaly dove interi strati mancano, le conseguenze sono il ritardo mentale, spasmi muscolari e convulsioni. Il nuovo studio condotto da un team di ricercatori dell'EMBL rivela che una molecola chiamata n-cofilina può svolgere un ruolo chiave nella malattia.

"Siamo geneticamente ingegnerizzato topi che mancano di n-cofilina e mostrano gli stessi difetti anatomici e sintomi come i pazienti affetti da lissencefalia", dice Walter Witke, il cui team ha condotto la ricerca. "I loro cervelli perdere diversi strati corticali, perché i neuroni non migrano normalmente durante lo sviluppo."

La capacità dei neuroni di migrare è ampiamente determinata dalle proprietà dinamiche del loro scheletro. Lo scheletro di una cella costituita da continua crescita e contrazione filamenti che funzionano come stringhe e puntoni per dare la forma e la stabilità delle cellule. N-cofilina interagisce con un tipo di filamenti, chiamati filamenti di actina, e aiuta a smontarle nei loro elementi costitutivi individuali. Interferire con questo rimodellamento filamento altera la capacità della cellula di muoversi e quindi blocca la migrazione dei neuroni durante lo sviluppo corticale.

N-cofilina controlla anche il destino delle cellule staminali neurali, che sono coinvolti nello sviluppo della corteccia. In sua assenza più cellule staminali smettono di auto-rinnovarsi e invece iniziare a differenziare. Questo squilibrio esaurisce il pool di progenitori neuronali in modo che meno cellule possono essere fatte per costruire una corteccia completo e funzionale. Lo studio fornisce la prima prova che le proteine ​​che influenzano le dinamiche filamento di actina sono coinvolti nei disturbi della migrazione neuronale.

"Questo potrebbe avere implicazioni per gli esseri umani, anche," dice Gian Carlo Bellenchi dal laboratorio di Witke. "Come molte altre proteine ​​del citoscheletro n-cofilina è conservata tra i topi e gli esseri umani ed è probabile che a giocare un ruolo simile nello sviluppo della corteccia umana."

Questo rende il gene codificante n-cofilina un candidato interessante che potrebbe essere mutato in disturbi neuronali come lissencephaly e altre forme di ritardo mentale.

"Il modello di topo è un potente strumento per approfondire i ruoli n-cofilina e il gioco actina citoscheletro nella fisiologia delle cellule staminali e la migrazione delle cellule. I nostri studi hanno inoltre identificato n-cofilina come un potenziale molecola bersaglio, che potrebbe consentire di interferire con la funzione delle cellule staminali in malattie in cui la divisione delle cellule staminali ha deragliato ", conclude Christine Gurniak dal gruppo di Witke.

Riferimento: G.C. Bellenchi, CB Gurniak, E. Perlas, S. Middei, M. Ammassari-Teule & W. Witke. N-cofilina è associata a disturbi della migrazione neuronale e controllo del ciclo cellulare nella corteccia cerebrale, Genes & Development, 15 settembre 2007

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