Immagine 2-D patoconnettoma mostra dendriti di cellule bipolari e le posizioni delle loro sinapsi con fotorecettori ad asta (rosso), a cono (blu) e indeterminati (giallo).
Gli scienziati del John A. Moran Eye Center dell'Università dello Utah hanno raggiunto un altro primato nel campo della connettomica, lo studio delle connessioni sinaptiche tra i neuroni.
Il Marclab for Connectomics del Moran è stato il primo a completare una mappa dei circuiti della retina (connettoma) nel 2011. Ora il laboratorio finanziato dai National Institutes of Health (NIH) ha prodotto il primo patoconnettoma, mostrando come una malattia dell'occhio altera i circuiti della retina.
Le implicazioni della ricerca vanno ben oltre le malattie degli occhi. L'occhio ci dà insegnamenti applicabili ad una serie di malattie neurodegenerative che comprendono l'Alzheimer, il Parkinson, l'epilessia e il morbo di Lou Gehrig.
“I componenti della neurodegenerazione che vediamo negli occhi sembrano imitare quelli che vediamo nel cervello”, ha spiegato la prima autrice dello studio Rebecca L. Pfeiffer PhD. “Quindi questo patoconnettoma ci permette di apprendere le regole fondamentali del modo in cui le malattie neurodegenerative alterano le reti neurali in generale. L'obiettivo finale è capire come sviluppare nuove terapie per prevenire o interferire con il ricablaggio della rete indotto dalla malattia“.
Il Marclab ha sviluppato il patoconnettoma da un modello di retinite pigmentosa di stadio precoce, una malattia ereditaria della retina che può portare alla cecità. L'insieme immenso di dati compilati per costruire il patoconnettoma ha richiesto anni per essere assemblato ed è aperto all'uso di altri ricercatori. Il Marclab sta lavorando a un secondo e terzo patoconnettoma che mostrano come la retina si auto-ricabla nelle fasi più avanzate della retinite pigmentosa.
Il Marclab ha costruito il patoconnettoma studiando 946 sezioni di tessuto con due microscopi elettronici a trasmissione, che funzionano senza sosta quasi ogni giorno dell'anno per produrre una quantità di dati senza precedenti, che ci permettono di comprendere la circuiteria retinica. Nel 2018, la Lawrence T. and Janet T. Dee Foundation ha generosamente finanziato il secondo microscopio elettronico a trasmissione del laboratorio. Il primo era stato fornito da Martha Ann Dumke Healy, donatrice del Moran.
Fonte: University of Utah Health (> English)- Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Rebecca Pfeiffer, James Anderson, Jeebika Dahal, Jessica Garcia, Jia-Hui Yang, Crystal Sigulinsky, Kevin Rapp, Daniel Emrich, Carl Watt, Hope Johnstun, Alexis Houser, Robert Marc, Bryan Jones. A pathoconnectome of early neurodegeneration: Network changes in retinal degeneration. Experimental Eye Research, 15 Aug 2020, DOI
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