Un gruppo di ricercatori del Cnr ha decifrato il “software”, ovvero l’insieme delle istruzioni, che regola il ricambio neuronale. I risultati sono pubblicati sulla rivista Cells
Il ricambio neuronale è fondamentale per lo sviluppo, la conservazione e il rinnovamento del nostro sistema nervoso. Esso è finemente regolato da stimoli contrapposti, che possono sostenere la sopravvivenza dei neuroni o indurne l’apoptosi, un suicidio cellulare geneticamente programmato. La disfunzione dei meccanismi molecolari coinvolti nel ricambio neuronale è alla base di condizioni patologiche e può causare difetti dello sviluppo, tumori o malattie neurodegenerative.
“È da tempo che siamo sulle tracce dei meccanismi che governano la vita e la morte dei neuroni”, afferma Sebastiano Cavallaro, dirigente di ricerca dell’Istituto per la ricerca e l’innovazione biomedica (Cnr-Irib), responsabile del laboratorio di genomica a Catania e coordinatore della ricerca pubblicata sulla rivista Cells, “Abbiamo per la prima volta decifrato l’insieme delle istruzioni che controllano questi importantissimi processi e gli effetti che la loro perturbazione potrebbe avere in patologie umane. Come accade nei computer, dove il guasto spesso deriva da un software difettoso, l’alterato ricambio neuronale potrebbe dipendere da un programma malfunzionante”.
L’analisi del trascrittoma, cioè l’insieme degli RNA messaggeri, ha dapprima permesso di caratterizzare il programma trascrizionale, ovvero i geni coinvolti nelle fasi in cui il neurone decide di intraprendere o meno l’apoptosi. Tale programma sembra essere condiviso da altre cellule, essendo coinvolto in malattie non solo neurologiche, ma anche psichiatriche e oncologiche. Inoltre, farmaci già utilizzati per il trattamento di queste patologie sono in grado di ripristinare questo programma trascrizionale, evidenziandone ulteriormente le implicazioni cliniche.
Al fine di decifrare il software, ovvero l’insieme delle istruzioni, che regola il ricambio neuronale è stato utilizzato un processo di ingegneria inversa per identificare i fattori di trascrizione che, con un’organizzazione gerarchica, istruiscono il programma trascrizionale. La regolazione di questi fattori di trascrizione mediante composti farmacologici già esistenti potrebbe offrire nuovi spunti terapeutici. “Decifrare il codice della vita o della morte cellulare può aiutare a identificare il guasto e il rimedio in diverse patologie attraverso una farmacologia innovativa indirizzata non solo su bersagli a valle, ma orientata al software che li controlla”, conclude Cavallaro.
Chi: Istituto per la ricerca e l’innovazione biomedica (Cnr-Irib), Istituto di biochimica e biologia cellulare (Cnr-Ibbc), European brain research institute (Ebri), Università di Catania
Cosa: Transcriptional profiles of cell fate transitions reveal early drivers of neuronal apoptosis and survival; Cells 2021, 10(11), 3238; https://www.mdpi.com/2073-4409/10/11/3238