Da oggi, grazie a una tecnica messa a punto da un gruppo internazionale di neuroscienziati, è possibile visualizzare in modo efficace i neuroni mentre si scambiano messaggi chimici tramite il rilascio di neurotrasmettitori. I dettagli della nuova metodologia sono stati pubblicati di recente sulla prestigiosa rivista Nature Biotechnology.
Come comunicano i neuroni tra di loro
I neuroni si scambiano informazioni generando segnali elettrici e chimici. I segnali elettrici vengono trasmessi da un neurone all'altro attraverso sinapsi elettriche, appunto, che sono strutture molto semplici e ampiamente diffuse negli esseri viventi invertebrati, come i molluschi di mare.
Le sinapsi chimiche, invece, sono strutture più complesse, dotate di memoria e diffuse nel cervello degli esseri viventi vertebrati, tra i quali i mammiferi come l'essere umano. Il funzionamento delle sinapsi chimiche si fonda sul rilascio di una certa quantità di neurotrasmettitore, una molecola sintetizzata dal un neurone, detto per questo presinaptico, che può essere riconosciuta dai recettori posti sulla membrana di un altro neurone, detto postsinaptico.
Il malfunzionamento delle sinapsi chimiche e, in particolare, del processo di neurotrasmissione su base chimica caratterizza gran parte delle malattie neurologiche, come il morbo di Alzheimer, e psichiatriche, come la schizofrenia e la depressione.
Nel morbo di Alzheimer, ad esempio, è particolarmente compromesso il funzionamento delle sinapsi chimiche che funzionano grazie al rilascio e alla ricezione del neurotrasmettitore conosciuto come Acetilcolina.
Vedere le sinapsi chimiche al lavoro
"Prima del nostro studio" evidenzia il neuroscienziato Julius Zhu della University of Virginia School of Medicine e unodei due autori sensior dell'articolo su Nature Biotechnology "non esisteva una tecnica affidabile che potesse visualizzare come avviene il processo della neurotrasmissione.
Ora, grazie alla metodologia che abbiamo messo a punto, questa visualizzazione è possibile".
La tecnica si basa sull'utilizzo di sensori proteici per i neurotrasmettitori prodotti grazie a strumenti avanzati di ingegneria genetica. In particolare, per metterla alla prova, i neuroscienziati hanno utilizzato dei sensori proteici per l'Acetilcolina, data l'enorme importanza di questo neurtrasmettitore in processi fisiologici e patologici che vanno dalla contrazione muscolare alla regolazione dei cicli sonno-veglia, dalla memoria all'umore, dal morbo di Alzheimer alla schizofrenia.
"Riuscire a comprendere fino in fondo, grazie alla nostra tecnica, cosa accade nel processo di neurtrasmissione basato sul rilascio di Acetilcolina" commenta Julius Zhu "permetterà di capire cosa si guasta nel morbo di Alzheimer e perché alcuni farmaci che agiscono sul rilascio di Acetilcolina riescono a rallentare la progressione della malattia, ma non a fermarla o farla regredire".
Naturalmente, riuscire a osservare il processo di rilascio dell'Acetilcolina e, in generale, dei neurotrasmettitori e del loro legame con i recettori potrebbe rappresentare un strumento prezioso non solo per svelare i meccanismi responsbili delle malattie neurologiche e psichiatriche più diffuse, ma anche a progettare nuovi farmaci più precisi ed efficaci.
