Gli adulti possono produrre nuove cellule cerebrali?

Un nuovo studio potrebbe finalmente risolvere uno dei più grandi dibattiti delle neuroscienze. Gli scienziati dicono di avere prove molto forti che il cervello umano adulto è in grado di produrre nuovi neuroni, un punto di controversia in corso nelle neuroscienze.

I ricercatori affermano di aver trovato prove evidenti che il cervello umano può continuare a produrre nuovi neuroni fino all’età adulta, risolvendo potenzialmente decenni di controversie.

Questa nuova crescita neuronale, o “neurogenesi”, avviene nell’ippocampo, una parte fondamentale del cervello coinvolta nell’apprendimento, nella memoria e nelle emozioni.

“In breve, il nostro lavoro mette a tacere l’annoso dibattito sul fatto che i cervelli umani adulti possano far crescere nuovi neuroni”, ha detto a Live Science in una e-mail la co-autrice principale dello studio Marta Paterlini, ricercatrice presso il Karolinska Institute di Stoccolma.

Altri esperti concordano sul fatto che il lavoro costituisce un forte argomento per la neurogenesi adulta.

Mentre un singolo studio non costituisce una prova assoluta, “questa è una forte prova a sostegno dell’idea” che le cellule staminali e i precursori di nuovi neuroni esistono e stanno proliferando nel cervello umano adulto, ha detto il dottor Rajiv Ratan, CEO del Burke Neurological Institute presso Weill Cornell Medicine, che non è stato coinvolto nello studio.

“Questo è un perfetto esempio di grande scienza che prepara la palla per la comunità delle neuroscienze cliniche”, ha detto a Live Science.

I ricercatori hanno combinato tecniche avanzate, tra cui il sequenziamento dell’RNA a nucleo singolo e l’apprendimento automatico, per ordinare ed esaminare campioni di tessuto cerebrale provenienti da biobanche internazionali, hanno riferito in un articolo pubblicato il 3 luglio sulla rivista Science.

L’RNA, un cugino del DNA, riflette i geni che vengono “accesi” all’interno delle cellule, mentre l’apprendimento automatico è un tipo di intelligenza artificiale spesso utilizzata per elaborare enormi set di dati.

Dagli anni ’60, i ricercatori sanno che topi, ratti e alcuni primati non umani producono nuove cellule cerebrali in parte dell’ippocampo, per tutta la vita.

Ma ottenere campioni di tessuto cerebrale di qualità da esseri umani adulti è estremamente impegnativo.

“Il tessuto umano proviene da autopsie o interventi chirurgici, quindi il modo in cui viene maneggiato – quanto tempo prima che venga fissato nel conservante, quali sostanze chimiche vengono utilizzate, quanto sono sottili le fette – può nascondere quelle cellule appena nate”, ha detto Paterlini. L’impiego di nuove tecnologie ha permesso al team di superare questa sfida.

Hanno analizzato più di 400.000 singoli nuclei di cellule dell’ippocampo di 24 persone e, inoltre, hanno esaminato altri 10 cervelli utilizzando altre tecniche.

I cervelli provenivano da persone di età compresa tra 0 e 78 anni, tra cui sei bambini e quattro adolescenti.

Utilizzando due metodi di imaging all’avanguardia, il team ha mappato dove si trovavano le nuove cellule nel tessuto.

Hanno visto gruppi di cellule precursori in divisione sedute proprio accanto ai neuroni completamente formati, negli stessi punti in cui gli studi sugli animali hanno dimostrato che risiedono le cellule staminali adulte.

“Non abbiamo visto solo queste cellule precursori in divisione nei neonati e nei bambini piccoli, le abbiamo trovate anche negli adolescenti e negli adulti”, ha detto Paterlini.

“Questi includono cellule staminali che possono rinnovarsi e dare origine ad altre cellule cerebrali”.

Le nuove tecnologie hanno permesso ai ricercatori di rilevare le nuove cellule cerebrali in varie fasi di sviluppo e condurre ricerche che non sarebbero state possibili fino a pochi anni fa, ha aggiunto Ratan.

Il team ha anche utilizzato tag fluorescenti per contrassegnare le cellule proliferanti.

Ciò ha permesso loro di costruire un algoritmo di apprendimento automatico che ha identificato le cellule che sapevano si sarebbero trasformate in cellule staminali neurogeniche, sulla base di precedenti studi sui roditori.

Questo è stato un “approccio intelligente” per affrontare le sfide dello studio della formazione delle cellule cerebrali negli adolescenti e negli adulti, ha detto Ratan.

Come previsto, il cervello dei bambini ha prodotto più nuove cellule cerebrali rispetto al cervello degli adolescenti o degli adulti.

Nel frattempo, nove su 14 cervelli adulti analizzati con una tecnica hanno mostrato segni di neurogenesi, mentre 10 su 10 cervelli adulti analizzati con una seconda tecnica hanno dato alla luce nuove cellule.

Per quanto riguarda i pochi cervelli senza nuove cellule, Paterlini ha detto che è troppo presto per trarre conclusioni sulla disparità tra i cervelli adulti con evidenza di nuove cellule e quelli senza.

Successivamente, i ricercatori potrebbero esplorare se gli adulti che hanno prodotto nuove cellule cerebrali lo hanno fatto in risposta a una malattia neurologica, come l’Alzheimer, o se la neurogenesi adulta è un segno di buona salute del cervello, ha detto il dottor W. Taylor Kimberly, capo della terapia neurocritica presso il Massachusetts General Brigham, che non è stato coinvolto nello studio.

“Sono stati in grado di trovare questi aghi in un pagliaio”, ha detto Kimberly a Live Science.

“Una volta che li rilevi e impari a conoscerli e a capire la loro regolazione”, gli scienziati possono ricercare come tracciare le cellule precursori nel tempo e vedere come la loro presenza si riferisce alla malattia, ha detto.

Ha immaginato di confrontare i pazienti affetti da demenza con i “super ager” che sono cognitivamente resilienti in età avanzata. Se il legame tra neurogenesi e malattia può essere scoperto, forse questo potrebbe aprire la porta ai trattamenti.

“Anche se le precise strategie terapeutiche negli esseri umani sono ancora in fase di ricerca attiva”, ha detto Paterlini, “il fatto stesso che il nostro cervello adulto possa far germogliare nuovi neuroni trasforma il modo in cui pensiamo all’apprendimento permanente, al recupero da un infortunio e al potenziale non sfruttato della plasticità neurale”.

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