HomeRICERCA & SALUTETrauma midollare: non serve stimolare le fibre se gli ioni viaggiano male

Trauma midollare: non serve stimolare le fibre se gli ioni viaggiano male

La maggior parte delle persone con lesioni del midollo spinale sono paralizzate sotto il sito della lesione, anche se il midollo è solo parzialmente tagliato. I ricercatori non sanno perché i percorsi nervosi che sono ancora intatti smettono di funzionare. Molti studi sugli animali che tentano di riparare i danni del midollo spinale si sono concentrati sull’ottenere le fibre nervose per rigenerarsi, o su quelle nuove per far crescere le rimanenti fibre sane. Un nuovo studio fornisce una risposta promettente e un percorso per ripristinare il movimento. I ricercatori del Boston Children’s Hospital guidati dal Dr. Zhigang He, hanno trattato i topi con midollo spinale parzialmente reciso con un composto chiamato CLP290. Il farmaco è stato somministrato per 8-10 settimane. Circa l’80% dei topi feriti ha riacquistato la capacità di intervenire. Il team e altri ricercatori hanno raggiunto questo obiettivo, ma non hanno visto i corrispondenti miglioramenti nella funzione motoria che avevano sperato. Lui e i suoi coautori hanno deciso di provare un approccio diverso. Sono stati ispirati da trattamenti che stimolano lo spazio intorno al midollo spinale dei pazienti feriti con correnti elettriche. Quando combinato con l’allenamento riabilitativo, questa stimolazione è l’unico trattamento per i pazienti con lesioni del midollo spinale che risulti efficace. Tuttavia, in questi studi, quando si disattiva la stimolazione, l’effetto è scomparso. I ricercatori hanno iniziato a vedere se potevano usare droghe per imitare la stimolazione causata dalle correnti elettriche, quindi l’effetto sarebbe più duraturo.

Hanno testato diversi composti noti per alterare l’eccitabilità dei neuroni. Una piccola molecola chiamata CLP290 ha funzionato meglio e i topi trattati sono rimasti più mobili dei topi non trattati fino a due settimane dopo l’interruzione del trattamento. La chiave sembra essere una proteina chiamata KCC2, che è noto per l’attivazione del CLP290. Nella maggior parte dei neuroni maturi, bassi livelli di concentrazione di cloruro intracellulare sono mantenuti dai canali e dai trasportatori, in particolare il cotrasportatore K/Cl 2 (KCC2), che è l’unico estrusore di cloruro nella maggior parte dei neuroni. Studi recenti hanno implicato l’espressione di KCC2 nei meccanismi molecolari alla base di disturbi neuronali, come spasticità, epilessia ed il dolore neuropatico. Alterazioni nell’espressione di KCC2 sono state associate al fattore neurotrofico derivato dal cervello (BDNF) e al suo recettore TrkB, lo stesso asse spesso invocato per comprendere il dolore cronico. Studi precedenti hanno dimostrato che la via BDNF-TrkB può influenzare sia lo sviluppo patologico che il miglioramento funzionale delle lesioni del midollo spinale. L’evidenza suggerisce che la riabilitazione, utilizzando l’esercizio attivo e la stimolazione meccanica, può attenuare la spasticità e il dolore neuropatico nei modelli animali, probabilmente a causa della superiore espressione di KCC2 attraverso la via BDNF-TrkB.

Per facilitare il movimento come camminare, il midollo spinale trasmette i comandi del cervello ai muscoli con due tipi di segnali: quelli che inibiscono i neuroni dei muscoli e quelli che li attivano. Questi segnali opposti sono ciò che consente ai muscoli di lavorare in coppia, con uno rilassante mentre gli altri contratti. Dopo una lesione del midollo spinale, i neuroni che inviano segnali che inibiscono il movimento non producono abbastanza proteina KCC2. Come risultato di questo deficit, non ricevono istruzioni dal cervello per smettere di sparare, e il circuito spinale globale è sopraffatto da segnali inibitori. Inoltre, la ricerca suggerisce che tali sforzi di riabilitazione possono recuperare l’espressione di KCC2 senza l’uso di BDNF esogeno. Quando il Dr. He e il suo team hanno trattato i topi con CLP290, il farmaco ha ripristinato i livelli di KCC2, i comandi del cervello per fermare i segnali sono passati ai neuroni inibitori, mentre i segnali che causavano movimento non erano più sopraffatti. Il fatto che CLP290 abbia funzionato così bene fornisce ai ricercatori un indizio importante sul perché anche i percorsi nervosi intatti falliscono dopo una lesione del midollo spinale. Il team sta ora esplorando altri farmaci per attivare il KCC2 nelle lesioni del midollo spinale. Sperano che la loro terapia possa un giorno essere combinata con tecniche di stimolazione elettrica per massimizzare il recupero dei pazienti.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Lizhnyak PN et al., Ottens AK. J Neurotrauma 2019 May 24.

He Z et al. Int J Nanomedicine. 2019 Jan 18; 14:721-732.

Anderson MA et al. Nature. 2018 Sep; 561(7723):396-400.

Ferrini F et al., De Koninck Y. Sci Rep. 2017 Jun; 7(1):3870.

Dott. Gianfrancesco Cormaci
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry residency in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Guardia medica presso strutture private dal 2010 - Detentore di due brevetti sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of patents concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica e salute sui siti web salutesicilia.com, medicomunicare.it e in lingua inglese sul sito www.medicomunicare.com
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