Le malattie del neurosviluppo sono patologie, spesso genetiche, che limitano la plasticità del cervello in un periodo critico del suo sviluppo, bloccando così la normale maturazione delle aree legate alle percezioni sensoriali. Una scoperta italiana, descritta su Nature Neuroscience, apre oggi le porte ad un possibile b farmacologico di queste malattie. Focalizzandosi sullo sviluppo del sistema visivo, il gruppo di ricerca ha interferito con la trasmissione neuronale durante le prime fasi dello sviluppo, somministrando in modelli animali giovani un farmaco commerciale, il bumetanide, del quale era già conosciuta l’azione diuretica. Il trattamento ha determinato un’estensione temporale del periodo critico di plasticità, rendendo più plastico il sistema visivo del cervello adulto senza alterarne la normale maturazione.
La scoperta nasce dalla collaborazione tra l’Istituto italiano di tecnologia (Iit) di Genova, l’Istituto di neuroscienze del Consiglio nazionale delle ricerche (In-Cnr) di Pisa e il Centro per la biologia integrata (Cibio) dell’Università di Trento. Il gruppo di ricerca è giunto a questo risultato studiando gli effetti del bumetanide sulla comunicazione tra i neuroni.
“L’acido gamma-amino butirrico (Gaba) è un neurotrasmettitore – spiega Matteo Caleo, ricercatore dell’In-Cnr che ha coordinato lo studio – che nel cervello in via di sviluppo ha una funzione eccitatoria, favorendo quindi la comunicazione tra le cellule nervose, mentre nel cervello adulto inibisce tale comunicazione. In particolare, questa molecola regola la capacità del cervello di conformarsi in risposta agli stimoli provenienti dall’ambiente che ci circonda che viene definita plasticità e che con l’avanzare dell’età si riduce”.
I ricercatori hanno studiato l’azione del Gaba nel periodo critico di plasticità, ossia la finestra temporale dello sviluppo cerebrale in cui i sistemi sensoriali rispondono in modo particolarmente sensibile agli stimoli ambientali. Tale fase è critica per la maturazione del cervello poiché eventi traumatici o malattie che intervengano in questo momento possono alterare in maniera permanente lo sviluppo delle aree legate alle percezioni sensoriali.
Il gruppo di ricerca ha somministrato in modelli animali giovani il bumetanide, del quale era già nota l’interazione con il neurotrasmettitore Gaba. “Il trattamento farmacologico ha determinato un’estensione temporale del periodo critico, rendendo più plastico il sistema visivo del cervello adulto in un momento in cui normalmente non lo è, senza alterarne la normale maturazione”, conclude Laura Cancedda, ricercatrice team leader all’Iit. “Tale possibilità di allungare la fase di risposta agli stimoli esterni è importante se si considerano le patologie genetiche del neurosviluppo che limitano la plasticità del cervello maturo. Abbiamo aggiunto un tassello nella comprensione della manipolazione precoce della trasmissione del neurotrasmettitore che permette di ipotizzare azioni riabilitative specifiche durante lo sviluppo cerebrale con miglioramenti a lungo termine sulla capacità di apprendimento”.
Riferimenti: Early depolarizing GABA controls critical-period plasticity in the rat visual cortex; Deidda G, Allegra M, Cerri C, Naskar S, Bony G, Zunino G, Bozzi Y, Caleo M, Cancedda L; Nature Neuroscience doi: 10.1038/nn.3890
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