Molecole architetto per i neuroni

Come riescono i neuroni a crescere secondo una perfetta architettura ad albero? Lo spiegano Maya Shelly e la sua equipe di ricercatori dell’Università di Berkeley in uno studio pubblicato su Science. La ricerca, a cui ha partecipato anche l’italiana Laura Cancedda dell’Istituto italiano di tecnologia di Genova, svela che il meccanismo alla base della formazione dei prolungamenti delle cellule nervose, dipende dall’azione sinergica di due particolari molecole: l’adenosina ciclica monofosfato (cAMP) e la guanosina ciclica monofosfato (cGMP), due nucleotidi normalmente coinvolti nella comunicazione cellulare.

I neuroni comunicano gli uni con gli altri attraverso due tipi diramazioni specializzate presenti alle estremità opposte della cellula nervosa: da un lato un assone per ricevere i segnali elettrici e dall’altro numerosi dendriti per trasmetterli alle cellule confinanti. Il processo di polarizzazione dei neuroni, attraverso il quale si differenziano queste diverse diramazioni, ha inizio subito dopo la formazione delle cellule e, come dimostra lo studio condotto dalla Shelly è mediato dall’azione delle  cAMP e delle cGMP

Per scoprire il ruolo di questi due messaggeri cellulari i ricercatori hanno studiato il processo di polarizzazione di una coltura di cellule nervose dell’ippocampo (un’area del cervello). Gli scienziati hanno così scoperto che l’adenosina ciclica monofosfato promuove la differenziazione degli assoni e inibisce quella dei dendriti. Esattamente l’opposto fa la guanosina ciclica monofosfato: attiva la differenziazione dendritica bloccando quella degli assoni. Inoltre, i ricercatori hanno osservato che le due molecole si regolano reciprocamente. Un aumento nella concentrazione di cAMP, per esempio, comporta una diminuzione in quella di cGMP e viceversa. L’equilibrio tra queste due molecole essere mediato dall’attivazione di particolari proteine e molecole contenenti fosforo. Infine, è emerso che l’adenosina ciclica monofosfato esercita un’azione inibitrice anche su se stessa. Attraverso meccanismi ancora poco compresi, infatti, le cAMP presenti in un’area del citoplasma inibiscono la formazione di altre molecole di cAMP nella parte opposta della cellula. In questo modo si assicura la formazione di un singolo assone. (m.s.)

Riferimenti: Science DOI: 10.1126/science.1179735