Ricerche

David Glanzman, autore senior dello studio con una lumaca di mare (Foto: Christelle Snow/UCLA)

Biologi della University of California di Los Angeles (UCLA) riferiscono di aver trasferito un ricordo da una lumaca marina a un'altra, iniettando l'RNA da una all'altra e creando così un ricordo artificiale. Questa ricerca potrebbe portare a nuovi modi per ridurre con l'RNA il trauma dei ricordi dolorosi e ripristinare quelli persi.

"Penso che in un futuro non troppo lontano, potremmo potenzialmente usare l'RNA per migliorare gli effetti dell'Alzheimer o del disturbo da stress post-traumatico", ha detto David Glanzman, autore senior dello studio e professore di biologia integrativa e fisiologia e di neurobiologia dell'UCLA. La ricerca del team è stata pubblicata ieri, 14 maggio, su eNeuro.

L'RNA, o acido ribonucleico, è ampiamente conosciuto come messaggero cellulare che produce proteine ​​ed esegue le istruzioni del DNA in altre parti della cellula. Apprendiamo ora le altre importanti funzioni, oltre alla codifica delle proteine, compresa la regolazione di vari processi cellulari coinvolti nello sviluppo e nella malattia.

I ricercatori hanno dato lievi scosse elettriche alla coda di una specie di lumaca marina chiamata Aplysia. Le lumache hanno ricevuto cinque shock alla coda, uno ogni 20 minuti e poi altri cinque dopo 24 ore. Gli shock migliorano il riflesso di ritiro difensivo della lumaca, una risposta che serve a proteggerla da potenziali danni.

Quando i ricercatori hanno toccato successivamente le lumache, hanno scoperto che quelle a cui erano stati dati gli shock mostravano una contrazione difensiva che durava in media 50 secondi, un tipo semplice di apprendimento chiamato 'sensibilizzazione'. Quelle a cui non erano stati dati gli shock l'hanno contratta solo per circa un secondo.

Il giorno dopo la 2a serie di shock, gli scienziati hanno estratto l'RNA dai sistemi nervosi delle lumache marine che avevano ricevuto gli shock alla coda, e anche da quelle che non l'avevano ricevuta. Quindi hanno iniettato l'RNA del primo gruppo (sensibilizzato) in sette lumache marine che non avevano ricevuto alcun shock e l'RNA del 2° gruppo in un gruppo di controllo di altre sette lumache che non avevano ricevuto alcun shock.

Con sorpresa gli scienziati hanno scoperto che le sette lumache che hanno ricevuto l'RNA da quelle a cui erano stati somministrati gli shock si sono comportate come se esse stesse avessero ricevuto gli shock alla coda: hanno mostrato una contrazione difensiva che è durata in media 40 secondi circa.

"È come se avessimo trasferito la memoria", ha detto Glanzman, che fa parte anche del Brain Research Institute dell'UCLA. Come previsto, il gruppo di controllo delle lumache non ha mostrato la contrazione lunga.

Successivamente, i ricercatori hanno aggiunto RNA su piatti di Petri contenenti neuroni estratti da lumache diverse che non avevano ricevuto alcuno shock. Alcuni piatti avevano l'RNA di lumache marine che avevano ricevuto le scosse e alcuni piatti contenevano RNA di lumache a cui non erano stati somministrati shock. Alcuni piatti contenevano neuroni sensoriali e altri contenevano motoneuroni, che nella lumaca sono responsabili del riflesso.

Quando una lumaca marina riceve una lieve scossa, i suoi neuroni sensoriali diventano più eccitabili. È interessante notare che i ricercatori hanno scoperto che l'aggiunta di RNA delle lumache a cui erano stati somministrati gli shock produceva una maggiore eccitabilità anche nei neuroni sensoriali della capsula di Petri; ciò non succedeva nei motoneuroni. L'aggiunta di RNA di una lumaca marina che non aveva ricevuto scosse nella coda non ha prodotto questa maggiore eccitabilità nei neuroni sensoriali.

Nel campo delle neuroscienze, si pensa da lungo tempo che i ricordi siano immagazzinati nelle sinapsi. (Ogni neurone ha diverse migliaia di sinapsi). Glanzman ha una visione diversa: crede che i ricordi siano memorizzati nel nucleo dei neuroni. "Se i ricordi fossero conservati nelle sinapsi, il nostro esperimento non avrebbe mai potuto funzionare", ha detto Glanzman, che ha aggiunto che la lumaca marina è un modello eccellente per studiare il cervello e la memoria.

Gli scienziati conoscono meglio la biologia cellulare di questa semplice forma di apprendimento in questo animale rispetto a qualsiasi altra forma di apprendimento in qualsiasi altro organismo, ha affermato Glanzman. I processi cellulari e molecolari sembrano essere molto simili tra la lumaca marina e gli esseri umani, anche se la lumaca ha circa 20.000 neuroni nel suo sistema nervoso centrale e si pensa che gli esseri umani ne abbiano circa 100 miliardi.

In futuro, ha detto Glanzman, è possibile che si possa usare l'RNA per risvegliare e ripristinare i ricordi che sono diventati dormienti nelle prime fasi dell'Alzheimer. Lui e i suoi colleghi nel 2014 hanno pubblicato ricerche sulla rivista eLife, che indicavano che i ricordi perduti possono essere ripristinati.

Esistono molti tipi di RNA e, in futuro, Glanzman vuole identificare i tipi di RNA che possono essere usati per trasferire i ricordi.