Il cervello può rigenerarsi dopo una lesione o una malattia?
Il cancro, l’ictus e i traumi cranici possono tutti causare un deterioramento cognitivo e, di conseguenza, un peggioramento della qualità della vita. Ma cosa succederebbe se il cervello umano fosse in grado di rigenerarsi autonomamente, eliminando essenzialmente qualsiasi danno causato da lesioni o malattie? È questa la linea di pensiero che il progetto REBUILDCNS, finanziato dall’UE, ha deciso di seguire. «Alcune specie come il pesce zebra e l’axolotl hanno la capacità di rigenerare il cervello», spiega Ana Martin-Villalba, neurobiologa molecolare presso il Centro di ricerca tedesco sul cancro. «Anche se i mammiferi condividono gli stessi geni di queste specie, non ne condividono la capacità rigenerativa.» Il progetto, che ha ricevuto il sostegno del Consiglio europeo della ricerca, ha cercato di scoprire le risposte e i meccanismi intrinseci dei mammiferi che inibiscono o potrebbero potenzialmente facilitare la rigenerazione cerebrale.
Il ruolo della risposta infiammatoria
Inizialmente, il progetto ha esaminato il ruolo che la risposta infiammatoria (la risposta del sistema immunitario agli stimoli nocivi) svolge nella rigenerazione. «Riconosciamo che gli organismi capaci di rigenerarsi sfruttano l’infiammazione per attivare i programmi di rigenerazione, ma questo processo non produce una rigenerazione significativa nei mammiferi», spiega Martin-Villalba. A questo proposito, il gruppo di ricerca ha scoperto che gli interferoni, da tempo ritenuti regolatori della risposta infiammatoria a virus e lesioni, svolgono anche un ruolo fondamentale nella funzionalità delle cellule staminali. «È interessante notare che gli interferoni contribuiscono all’attività delle cellule staminali in un cervello giovane, ma si rivelano dannosi nei cervelli delle persone più anziane», aggiunge Martin-Villalba. Le cellule staminali sono cellule da cui si generano tutte le altre con funzioni specializzate. Per chiarire il motivo, il progetto ha approfondito la metilazione del DNA, una modifica chimica del DNA e di altre molecole che svolge un ruolo essenziale nella regolazione dello sviluppo precoce nell’essere umano e in altri mammiferi.
La rigenerazione fa passi avanti
Il gruppo di ricerca ha scoperto che i cambiamenti nella metilazione del DNA definiscono una tappa iniziale essenziale nella creazione di una cellula staminale. «Abbiamo individuato nella metilazione del DNA lo strato molecolare fondamentale che determina la staminalità, che a sua volta ha un ruolo di grande rilevanza nel campo della medicina rigenerativa», osserva Martin-Villalba. La staminalità è la capacità di una cellula di auto-rinnovarsi e differenziarsi. In termini pratici, la scoperta fa ben sperare in un futuro trattamento delle lesioni cerebrali, come quelle causate da un ictus, sfruttando l’attivazione del potenziale neurogenico latente che il cervello già possiede. «Questa rivelazione apre la strada a potenziali progressi terapeutici per migliorare la rigenerazione e affrontare il declino della capacità rigenerativa legato all’età», osserva Martin-Villalba.
Ridefinire le conoscenze sulla biologia delle cellule staminali
Individuando nella metilazione del DNA la guardiana del destino cellulare nel cervello, e grazie alle altre scoperte, il progetto REBUILDCNS ha contribuito a rispondere a una domanda fondamentale nel campo della neurobiologia. Inoltre, ha indicato una nuova prospettiva per la biologia delle cellule staminali. «La nostra ricerca innovativa ha riplasmato radicalmente le conoscenze sulla biologia delle cellule staminali, evidenziando in particolare le possibilità di manipolazione della metilazione del DNA per attivare la staminalità in una cellula altrimenti dormiente e, per estensione, per migliorare la capacità di rigenerazione cerebrale», conclude Martin-Villalba. «Questi risultati potrebbero portare a progressi senza precedenti nella medicina rigenerativa.» Il gruppo di ricerca sta attualmente lavorando alla manipolazione della metilazione del DNA, con l’obiettivo di inviare una cellula tumorale nella direzione opposta a quella prevista, rigenerandola. La speranza è di poter invertire lo stato di staminalità di una cellula tumorale, impedendone la crescita.
Parole chiave
REBUILDCNS, cervello, rigenerazione cerebrale, malattia, cancro, ictus, trauma cranico, disturbo cognitivo, risposta infiammatoria, cellule staminali, metilazione del DNA, biologia, neurobiologia
