Uno studio sui vermi svela i segreti del sonno
Dopo una giornata faticosa o stressante, spesso non c’è niente di meglio di una buona dormita notturna per recuperare il nostro benessere mentale e fisico. «Riteniamo che il sonno sia fondamentale perché è presente in tutti gli animali dotati di sistema nervoso», fa notare il coordinatore del progetto SLEEPCONTROL, Henrik Bringmann del Politecnico di Dresda, in Germania. «A nostra conoscenza, non esiste un animale dotato di sistema nervoso che non dorma.» In tutte le specie, il sonno è controllato da neuroni specializzati che si attivano specificamente durante il sonno, chiamati neuroni attivi nel sonno. Anche se sono noti da decenni, si sa poco su come sono controllati e sulla loro funzione a livello molecolare, in parte per le difficoltà intrinseche nello studio della genetica del sonno.
Un sistema modello animale idoneo
«Molte caratteristiche del sonno sono aspecifiche», spiega Bringmann. «Per esempio, un topo mutante che dorme poco potrebbe avere un difetto nel sistema di controllo del sonno, ma anche nel sistema di eccitazione ed essere semplicemente stressato.» Un’altra problematica è che si ritiene che la mancanza di sonno sia spesso letale per i soggetti animali. La ricerca condotta dal laboratorio di Bringmann ha compiuto importanti progressi in questo campo. È stato dimostrato che il sonno nei nematodi dipende da un singolo neurone attivo nel sonno, chiamato RIS. Inoltre, sono stati identificati dei mutanti di nematodi in cui la mancanza di sonno è risultata non letale. «Il RIS è davvero molto simile ai neuroni attivi nel sonno degli esseri umani», fa notare Bringmann. «Togliendolo, si elimina il sonno. In laboratorio, avevamo quindi tra le mani un sistema semplificato di neurone attivo nel sonno, all’interno di un sistema modello animale adatto.»
Meccanismi del sonno
L’obiettivo del progetto SLEEPCONTROL, intrapreso grazie al sostegno del Consiglio europeo della ricerca, era quello di utilizzare questo sistema modello animale per capire come funziona il RIS a livello molecolare. A tal fine, è stata effettuata un’analisi genetica dei mutanti del sonno. L’attività del sonno è stata ripresa in immaginografia e manipolata. «Siamo stati in grado di identificare tre meccanismi che attivano il neurone RIS del sonno», spiega lo scienziato. «Abbiamo dimostrato che sotto stress termico un fattore conservato chiamato EGF attiva il neurone RIS direttamente e attraverso un secondo neurone. In questo modo, il sonno aumenta quando le cellule del corpo sono stressate dal calore.» Il gruppo responsabile del progetto ha identificato i geni anti-invecchiamento che attivano il RIS durante la fame, contribuendo così a promuovere la sopravvivenza. «Abbiamo anche dimostrato che la lesione della pelle provoca il rilascio di peptidi antimicrobici», continua Bringmann, «che viaggiano verso il sistema nervoso per attivare il RIS e provocare il sonno, utile al verme per sopravvivere alla lesione.»
Trattare i disturbi del sonno
SLEEPCONTROL ha anche identificato AP2, una proteina necessaria per il sonno nel RIS, per controllare il sonno anche nei modelli murini. Il lavoro del progetto nei modelli di vermi potrebbe quindi avere rilevanza nella comprensione dei meccanismi del sonno nei mammiferi e quindi nell’essere umano. «Attivando i percorsi genetici che promuovono il sonno, dovrebbe essere possibile sviluppare terapie per i disturbi del sonno umani», aggiunge. «Si tratta di un’aspirazione a lungo termine. Il sonno nei mammiferi, infatti, è molto più complesso che nei vermi, e anche più difficile da studiare, ma il verme ci offre una mappa per capire dove andare.» Bringmann intende proseguire la ricerca per comprendere meglio i principi e i meccanismi fondamentali che controllano il sonno nei vermi. I risultati ci forniranno delle ipotesi che potremmo successivamente traslare e testare nei modelli murini. «L’ultimo passo è traslare l’intero lavoro sugli esseri umani, per aiutarci a capire il sonno umano e i suoi disturbi, e per sviluppare trattamenti adeguati», conclude Bringmann. «Ciò richiederà uno sforzo concertato e prolungato da parte di molti laboratori.»
Parole chiave
SLEEPCONTROL, dormire, sonno, neuroni, RIS, genetica, AP2, terapie
