In che modo i microRNA agiscono nel cervello in via di sviluppo

Gli scienziati di Scripps Research hanno rivelato come i microRNA influiscono sullo sviluppo delle cellule di Purkinje, un raro tipo di neurone con collegamenti con disturbi dello sviluppo neurologico.

Il nostro cervello contiene miliardi di neuroni e trilioni di connessioni, e gli scienziati stanno solo iniziando a capire l’intricato processo necessario per costruire questo livello di complessità.

Ciò include la scoperta del ruolo dei microRNA: piccole molecole a filamento singolo che aiutano a regolare la produzione di proteine in tutto il cervello e nel resto del corpo.

“Sezionare le reti di microRNA nel cervello in via di sviluppo ha importanti implicazioni per la comprensione dei disturbi dello sviluppo neurologico, specialmente nelle cellule di Purkinje, che sono il sottotipo neuronale più colpito nel disturbo dello spettro autistico”, afferma l’autore senior Giordano Lippi, professore associato di neuroscienze presso Scripps Research.

Studi precedenti hanno suggerito che i microRNA sono fondamentali per lo sviluppo del cervello, ma il loro ruolo specifico nella differenziazione – il processo di maturazione delle cellule staminali in cellule specializzate – è rimasto poco chiaro.

“Quando i neuroni si sviluppano, a un certo punto devono decidere quale sottotipo diventeranno, ma in realtà non sapevamo molto sul modello che istruisce questa differenziazione”, dice Lippi.

“C’erano molte prove che suggerivano che i microRNA potrebbero avere un ruolo molto importante qui, ma poiché gli strumenti non erano abbastanza buoni, non potevamo davvero inchiodare la questione fino ad ora”.

Per studiare il modo in cui i microRNA sono coinvolti nella differenziazione dei neuroni, il team ha sviluppato nuovi strumenti che disattivano temporaneamente la funzione dei microRNA durante specifiche finestre di sviluppo.

Hanno scoperto che i microRNA sono fondamentali durante due fasi dello sviluppo delle cellule di Purkinje: l’inibizione dei microRNA durante la prima settimana dopo la nascita ha portato a cellule di Purkinje con alberi dendritici meno complessi e cervelletti più piccoli.

Al contrario, l’inibizione dei microRNA durante la terza settimana dopo la nascita ha impedito alle cellule di Purkinje di formare connessioni sinaptiche con le fibre rampicanti.

Questi risultati fanno luce su come i microRNA controllano i tempi precisi di diversi aspetti dello sviluppo delle cellule di Purkinje che in precedenza si pensava avvenissero contemporaneamente.

“Per la prima volta, siamo stati in grado di vedere che alcuni microRNA sono arricchiti nelle cellule di Purkinje ma non nei neuroni piramidali”, afferma Lippi, “e disattivando questi microRNA mostriamo quanto siano importanti per lo sviluppo delle caratteristiche morfologiche uniche delle cellule di Purkinje”.

In particolare, tre dei bersagli coinvolti nello sviluppo delle cellule di Purkinje agiscono come “freni” per la crescita cellulare. Quando il microRNA si lega a questi bersagli, toglie i freni, il che consente alle cellule di Purkinje di far crescere il loro albero dendritico esagerato.

Alcuni di questi bersagli genici sono stati precedentemente collegati a disturbi dello sviluppo neurologico.

“I nostri risultati sembrano suggerire che ci potrebbero essere casi in cui la disregolazione delle reti bersaglio dei microRNA in aree specifiche del cervello potrebbe essere la causa di alcune di queste malattie”, afferma il primo autore Norjin Zolboot, un borsista post-dottorato nel laboratorio Lippi.

“In realtà non abbiamo esplorato nessuno di questi meccanismi, ma questo è qualcosa che non vediamo l’ora di studiare in futuro”.

Guardando al futuro, il team sta anche pianificando di utilizzare il loro nuovo set di strumenti per studiare ulteriormente il ruolo dei microRNA nello sviluppo, nella plasticità neurale e nell’invecchiamento.

“Con questi nuovi strumenti si stanno aprendo molte porte”, afferma Lippi.

“Abbiamo appena scalfito la superficie di ciò che i microRNA stanno facendo, ma ora abbiamo un modo per indagare a fondo su tutto questo, e penso che questo sia un set di strumenti molto potente che sarà ampiamente utilizzato dal campo”.

The post In che modo i microRNA agiscono nel cervello in via di sviluppo appeared first on Cronache di Scienza.