Disabilità intellettiva
Sara Bonzano del NICO vince la borsa post-doc dell’Accademia dei Lincei per studiare i meccanismi che causano difetti nella neuroplasticità
Lo studio
Il ruolo del gene COUP-TFI/NR2F1 sul controllo della dinamica mitocondriale e della neuroplasticità ippocampale: un potenziale nuovo meccanismo eziopatogenetico alla base della disabilità intellettiva
La dott.ssa Sara Bonzano, post doc del gruppo di ricerca NICO di Neurogenesi adulta guidato dai proff. Luca Bonfanti e Paolo Peretto, potrà svolgere lo studio nel corso del 2022 grazie alla borsa post-dottorato assegnata dal Centro Linceo Interdisciplinare «Beniamino Segre» nell’ambito della Biomedicina.
La disabilità intellettiva
Sono oltre 156 milioni le persone affette da disabilità intellettiva, un disturbo del neurosviluppo che – con una prevalenza dell’1-3% nel mondo - rappresenta una sfida medica e sociale rilevante nella nostra società.
La disabilità intellettiva (intellectual disability, ID), o ritardo mentale, è una condizione patologica caratterizzata da una compromissione delle capacità intellettive nonché da deficit nelle capacità adattive al contesto ambientale e sociale.
La ricerca sui meccanismi che causano il ritardo mentale
La ricerca sui modelli murini rappresenta un elemento essenziale per la scoperta di nuovi meccanismi fisiopatologici dell’ID ed è alla base dello sviluppo di nuove strategie terapeutiche. In questo contesto, studi su modelli animali di ID hanno dimostrato difetti nella plasticità sinaptica, un processo necessario per modificare i circuiti neurali in risposta ai cambiamenti ambientali, specialmente nelle aree cerebrali coinvolte nell'apprendimento e nella memoria, in particolare nell’ippocampo.
Recenti scoperte basate su studi in vitro suggeriscono inoltre che alterazioni nella dinamica dei mitocondri siano associate ad alterazioni nella plasticità neurale. Tuttavia, non è ancora chiaro se e come le disfunzioni mitocondriali siano direttamente coinvolte nello sviluppo della disabilità intellettiva, e inoltre mancano delle evidenze in vivo.
Lo studio del gene COUP-TFI e il controllo della plasticità neurale
Il progetto della dr.ssa Bonzano mira a testare l’ipotesi che il gene COUP-TFI/NR2F1 - le cui mutazioni causano la BBSOAS (Sindrome da atrofia ottica di Bosch-Boonstra-Schaaf), una rara malattia neurologica associata all’ID - controlli la plasticità neurale modellando la rete mitocondriale nei neuroni del topo, in particolar modo nell’ippocampo, una regione chiave in processi cognitivi, come la memoria e l’apprendimento.
Grazie all'utilizzo di un vettore virale che "colora" i mitocondri con una proteina fluorescente (in bianco nell'immagine) in singoli neuroni nuovamente generati (in blu) dell'ippocampo è possibile studiare l'abbondanza dei mitocondri e la loro morfologia nel dettaglio, anche in risposta a stimoli ambientali (come l'esposizione ad un ambiente arricchito); in rosso sono marcati gli astrociti e le progenie cellulari delle staminali adulte ippocampali, tra cui anche i nuovi neuroni.
Il team guidato dalla prof.ssa Silvia De Marchis, di cui fa parte Sara Bonzano, studia da tempo il ruolo di COUP-TFI nelle staminali dell’ippocampo. In questa area del cervello, in parallelo alla produzione di nuovi neuroni (neurogenesi), le staminali originano anche gli astrociti, altre cellule fondamentali del sistema nervoso (astrogliogenesi). Un rapporto specifico tra neurogenesi e astrogliogenesi assicura un corretto funzionamento dell’ippocampo: nello studio pubblicato su Cell Reports nel 2018 (Neurone o astrocita? Scoperto il gene che guida le staminali adulte nella scelta del loro destino) hanno chiarito i meccanismi molecolari - fino ad allora sconosciuti - che regolano questo equilibrio.
Sfruttando modelli murini transgenici mutanti per COUP-TFI/Nr2f1 e molteplici strumenti di analisi di immagine, questo nuovo studio si concentrerà sul tema della dinamica mitocondriale e della plasticità sinaptica nei nuovi neuroni generati nell'ippocampo dopo la nascita.
I risultati attesi sveleranno nuovi meccanismi alla base delle abilità cognitive e del comportamento adattivo contribuendo a identificare potenziali target terapeutici per contrastare la disabilità intellettiva.
leggi anche:
Cell Reports, 10 luglio 2018
Neurone o astrocita? Scoperto il gene che guida le staminali adulte nella scelta del loro destino.
Il gene COUP-TFI controlla che le staminali producano la giusta quantità di nuovi neuroni o astrociti. Un eccesso dei secondi è la conseguenza di processi infiammatori associati a patologie tra cui l’Alzheimer. La scoperta del nostro team guidato dalla prof.ssa Silvia De Marchis
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