Ricerche

Ricercatori dell'Università di Copenhagen hanno documentato un meccanismo biologico finora sconosciuto nella linea di difesa più importante del cervello: la barriera emato-encefalica.

Gli scienziati ora sanno che la barriera aiuta a mantenere un delicato equilibrio del glutammato, un composto vitale di segnalazione del cervello. I risultati della ricerca sono appena stati pubblicati sulla rivista scientifica Glia.

Il glutammato è la sostanza di attivazione delle trasmissioni più importante nel cervello. Vitale in piccole quantità, è tossico per il cervello se la concentrazione diventa troppo elevata. Il rumore sulle linee di segnalazione del cervello può avere conseguenze fatali ed è coinvolto in malattie neurologiche come l'Alzheimer, la sclerosi e la schizofrenia. Finora gli scienziati ritenevano che l'equilibrio del glutammato fosse mantenuto da una interazione tra i diversi tipi di cellule nel cervello.

"Ora sappiamo che la barriera emato-encefalica ha un ruolo fondamentale nel processo di 'aspirazione' - per così dire - del fluido cerebrale del glutammato estraneo, che viene poi pompato nel sangue, dove non ha un effetto dannoso. Questa è una nuova conoscenza che può avere un impatto enorme sullo sviluppo futuro di farmaci. Abbiamo tracciato un meccanismo biologico che altri scienziati col tempo possono tentare di influenzare chimicamente, per esempio, in forma di medicina per limitare la morte cellulare dopo un ictus. Quando al cervello manca ossigeno, il livello di glutammato nel fluido cerebrale aumenta drasticamente, facendo iniziare una reazione tossica a catena che uccide le cellule", spiega il Professore Associato Birger Brodin (foto).

Il modello di laboratorio mostra aspetti sconosciuti del cervello

Alcuni anni fa, i ricercatori della Facoltà di Scienze della Salute e Medicina hanno modellato una barriera emato-encefalica artificiale in laboratorio utilizzando cellule cerebrali di ratti e vitelli. Il 95 per cento di tutti i farmaci testati per la cura delle malattie che originano nel sistema nervoso centrale falliscono perché non possono passare attraverso la barriera emato-encefalica, ed è per questo che è così importante avere uno strumento che può essere utilizzato per negoziare il percorso difficile attraverso il confine reale del cervello.

Tuttavia, il modello non è solo un potenziale strumento di esame. Può anche informare gli scienziati sulle proprietà della barriera misteriosa e portare a nuove conoscenze sul cervello sano e sulla malattia.

"Altri hanno esaminato l'ipotesi che la barriera emato-encefalica aiuti a mantenere il delicato equilibrio del glutammato nel cervello. Tuttavia, a causa del modello che abbiamo creato in laboratorio, siamo stati in grado di verificare l'ipotesi con successo per la prima volta in un esperimento biologico", spiega Hans Christian Helms (foto a sinistra), studente PhD, la guida principale dietro lo sviluppo della barriera emato-encefalica creata in laboratorio.

La ricerca ha ottenuto risultati imprevisti

Gli scienziati hanno scoperto il nuovo meccanismo della barriera emato-encefalica mentre stavano cercando di studiare il modo in cui gli aminoacidi entrano nel cervello.

"Molte scoperte importanti avvengono per caso, fino a un certo punto. Si inizia con una teoria che si vuole indagare. Si testa la teoria in laboratorio e, a volte si ottengono risultati inaspettati. Sono spesso i risultati imprevisti che ci portano su sentieri nuovi e alle scoperte scientifiche", conclude Birger Brodin.

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Fonte: Materiale della University of Copenhagen.

Riferimento: Hans Christian Helms, Rasmus Madelung, Helle Sønderby Waagepetersen, Carsten Uhd Nielsen, Birger Brodin. In vitro evidence for the brain glutamate efflux hypothesis: Brain endothelial cells cocultured with astrocytes display a polarized brain-to-blood transport of glutamate. Glia, 2012; DOI: 10.1002/glia.22321.

Pubblicato in ScienceDaily il 8 marzo 2012 - Traduzione di Franco Pellizzari.

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