I meccanismi della connettività neuronale
Un cono di crescita è un'estensione dinamica dei neuriti in fase di sviluppo, alla ricerca di un obiettivo sinaptico per il collegamento. I coni di crescita neurale si trovano all'estremità delle cellule nervose su strutture chiamate assoni e dendriti. L'obiettivo del progetto MAPNE ("Mechanobiology of Aplysia neurons"), finanziato dall'UE, era lo studio meccanismi dei movimenti diretti dei coni di crescita neuronali. Questo processo, chiamato guida o "steering" del cono di crescita, consente la connettività neuronale in condizioni di sviluppo sia normali sia patologiche. Il team MAPNE, in particolare, si è concentrato sul ruolo della forza meccanica e delle molecole di adesione cellulare neurale nella motilità dei coni di crescita. Per condurre questa ricerca, gli scienziati hanno utilizzato in primo luogo un sistema di misurazione della forza ad alta risoluzione, il microscopio a forza atomica (AFM), associato alle funzionalità di imaging FRET (trasferimento di energia per risonanza Forster). Hanno inoltre utilizzato la guida del cono di crescita mediata da adesione sui neuroni del mollusco di mare Aplysia californica, riuscendo a misurare contemporaneamente la forza di trazione risultante mediante AFM e la segnalazione intracellulare tramite la microscopia ottica FRET. L'omologo dell'Aplysia della molecola di adesione cellulare neurale umana è l'apCAM (molecola di adesione cellulare Aplysia), che si trova principalmente sul bordo posteriore (lamellipodio) dei coni di crescita cellulare dell'Aplysia. Inizialmente, i ricercatori hanno misurato la cinetica del legame tra le singole molecole apCAM in un sistema modello e, successivamente, sui coni di crescita dell'Aplysia. Infine, hanno correlato la forza trasdotta dal citoscheletro cellulare durante lo steering del cono di crescita con l'attivazione dell'Src intracellulare. Queste misurazioni hanno fornito la prima evidenza diretta della meccanotrasduzione, cioè della trasformazione di un segnale meccanico esterno in un segnale chimico interno alla cellula. Questi risultati costituiscono un prerequisito fondamentale per approfondire ulteriormente lo studio attualmente in corso dei più complessi meccanismi di meccanotrasduzione. L'attività svolta dal team MAPNE permetterà di comprendere meglio le basi molecolari e neurobiologiche delle malattie neurodegenerative, fornendo un contributo alla ricerca di nuovi obiettivi terapeutici.
Parole chiave
Memoria, malattia neurale, sviluppo cerebrale, cono di crescita neuronale, neurone dell'Aplysia, adesione cellulare, motilità del cono di crescita
