La differenziazione delle cellule staminali, anche nelle prime fasi della gravidanza, è determinata dalla presenza di un amminoacido: la glutammina. La scoperta del team guidato da Graziano Martello dell’Università di Padova, in collaborazione con le Università di Torino e la Statale di Milano, è stata pubblicata su «Nature Genetics».
Lo studio è finanziato dalla Fondazione Armenise Harvard, dall’European Research Council e da AIRC.

La “dieta” delle cellule determina il loro buon funzionamento. Come accade per il nostro corpo, che ha bisogno di una dieta alimentare corretta per funzionare al meglio, lo stesso avviene a livello cellulare. Nello specifico, i ricercatori guidati da Graziano Martello dell’Università di Padova hanno capito che il metabolismo delle cellule staminali di tipo embrionale è condizionato dalla glutammina, un amminoacido che ne determina il corretto funzionamento. «Eliminando la glutammina dalla “dieta” delle cellule - commenta il Riccardo Betto, giovane ricercatore dell’Ateneo patavino e prima firma dello studio - o rendendole incapaci di metabolizzarla, le staminali, le cellule che danno origine a tutti i tessuti del nostro corpo, diventano incapaci di differenziarsi correttamente». Per capire il ruolo della glutammina, nel corso dello studio, ci si è concentrati sul meccanismo attraverso cui il metabolismo influenza la differenziazione delle staminali embrionali. Il team di ricercatori ha evidenziato come non sia la sequenza del DNA delle cellule a cambiare, ma solo alcune proprietà chimiche (modifiche epigenetiche): tali variazioni rendono regioni specifiche del DNA meno “attive”.

Fig.1 In alto: sezioni trasversali della parte anteriore del cervello murino con i ventricoli laterali (V), la via di migrazione rostrale (RMS) con i precursori neuronali e il bulbo olfattivo (OB) in animali di controllo (sx) e mutati (dx). In basso: neuroblasti in migrazione, i tratti colorati indicanti il tragitto. Normalmente organizzati in catene di cellule parallele (sx), i neuroblasti nei mutati (dx) sono disposti in maniera caotica e occupano un’area molto più grande.

Scoperto un nuovo meccanismo associato all’insorgenza di patologie dello sviluppo del cervello (sistema nervoso centrale), dovuto ad un’alterazione nella maturazione dei neuroni durante i primi mesi di vita dei bambini come conseguenza della mutazione del gene OPHN1, associato alla disabilità intellettiva umana.

Lo studio, pubblicato su PNAS da un gruppo dell’Istituto di neuroscienze del Cnr, rivela la variazione da cui dipendono i meccanismi molecolari alteranti lo sviluppo neuronale e la possibilità di ripristinare il normale processo di neurogenesi per via farmacologica, identificando nuovi bersagli per le terapie di sindromi come l’autismo.
La comunicazione fra neuroni eccitatori e neuroni inibitori è alla base dell’attività cerebrale. Sempre maggiori evidenze attribuiscono un ruolo chiave ai cosiddetti neuroni inibitori GABAergici, che utilizzano il GABA (acido γ-ammino butirrico), il più comune dei neurotrasmettitori inibitori presenti nel cervello. È stato osservato, infatti, che alterazioni dello sviluppo e/o della funzione dei neuroni inibitori sono alla base di molte patologie dello sviluppo. Il gruppo di Claudia Lodovichi dell’Istituto di neuroscienze del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-In) ha pubblicato un lavoro su PNASProceedings of the National Academy of Sciences che dimostra la prima evidenza dell’effetto della precoce maturazione dei neuroni GABAergici sull’insorgenza delle patologie del neurosviluppo, monitorando la migrazione dei precursori neuronali (neuroblasti) attraverso la tecnica di real-time imaging a due fotoni.

Svelati i meccanismi molecolari della stimolazione elettrica transcranica che aiutano a ridurre l’accumulo di proteine alla base delle malattie neurodegenerative. A rivelarlo è lo studio “Direct current stimulation enhances neuronal alpha-synuclein degradation in vitro”, appena pubblicato su Scientific Reports, realizzato da  Gessica Sala, tecnologa presso NeuroMi – Milan Center for Neuroscience, diretto da Carlo Ferrarese.

Attraverso un modello neuronale umano, lo studio ha dimostrato che la stimolazione a corrente diretta continua (DCS) è in grado di interferire sullo stato di aggregazione e sulla degradazione della proteina alfa-sinucleina, il cui accumulo è associato alla degenerazione neuronale nei pazienti affetti da malattia di Parkinson.

Oltre ai ricercatori di Milano-Bicocca, hanno collaborato allo studio i neurologi Tommaso Bocci e Alberto Priori, entrambi del Dipartimento di Scienze Umane - Centro “Aldo Ravelli” per le Neurotecnologie e le Terapie Neurologiche Sperimentali, Dipartimento di Scienze della Salute (Università degli Studi di Milano-Statale e ASST Santi Paolo e Carlo, Milano) esperti in tecniche di neurostimolazione applicate a diverse patologie neurologiche tra cui la malattia di Parkinson, e Marta Parazzini, ingegnere dell’Istituto di Elettronica e di Ingegneria dell'Informazione e delle Telecomunicazioni (CNR di Milano).

Lucia Manni

Team di ricerca internazionale svela come un organismo costituito da molte cellule e organi possa originare da poche cellule staminali.
Una delle domande più affascinanti che tutti noi ci poniamo è come un organismo costituito da molte cellule diverse e da molti organi possa svilupparsi a partire da una singola cellula fecondata.
La domanda diventa ancora più intrigante se lo stesso organismo, con le stesse cellule e gli stessi organi, può formarsi anche a partire da poche cellule staminali. Questo è quello che succede nella riproduzione asessuata che caratterizza le specie animali coloniali.

Un gruppo di ricerca guidato dalla professoressa Lucia Manni del Dipartimento di Biologia dell’Università di Padova, in collaborazione con ricercatori dell’Università di Stanford, ha provato a indagare i meccanismi molecolari e morfologici che determinano lo sviluppo sessuato e asessuato di un piccolo invertebrato marino, Botryllus schlosseri, che si trova facilmente anche nella Laguna di Venezia.
Le colonie di Botryllus possono essere formate da centinaia di individui, geneticamente uguali tra di loro. Questi sono raggruppati a formare piccole unità a forma di fiore: ogni petalo è un individuo adulto. Grazie alle cellule staminali della colonia, ogni adulto può formare più gemme per riproduzione asessuata, che crescono diventando nuovi individui.