Identificate le associazioni di geni che promuovono la rigenerazione del midollo spinale

I ricercatori sono un passo avanti verso la risoluzione del mistero del motivo per cui alcuni vertebrati possono rigenerare i loro midolli spinali mentre altri, compreso l’uomo, creano tessuto cicatriziale dopo la lesione del midollo spinale, portando a danni permanenti.

Gli scienziati del Marine Biological Laboratory di Chicago hanno identificato dei “partner” di geni nella salamandra di axolotl che, una volta attivati, consentono al tubo neurale e alle fibre nervose associate di rigenerarsi funzionalmente dopo un grave danno del midollo spinale. È interessante notare che questi geni sono presenti anche nell’uomo, sebbene siano attivati ​​in un modo diverso. I loro risultati sono pubblicati su “Nature Communications Biology”.

“Gli Axolotl i campioni della rigenerazione in quanto possono rigenerare più parti del corpo. Ad esempio, se si fa una lesione nel midollo spinale, possono rigenerarla completamente e riconquistare il controllo motorio e sensoriale”, afferma Karen Echeverri, ricercatrice associata presso il Centro Eugene Bell per la biologia rigenerativa e l’ingegneria tissutale. “Volevamo capire cosa è diverso a livello molecolare che li spinge verso questa risposta pro-rigenerativa invece di formare tessuto cicatrizzato”.

La precedente ricerca di Echeverri aveva dimostrato che, sia negli axolotl che nell’uomo, il gene c-Fos è sovraregolato nelle cellule gliali del sistema nervoso dopo la lesione del midollo spinale. Sapeva anche che i c-Fos non possono agire da soli.

“È quello che chiamiamo un eterodimero obbligato, quindi deve avere un partner nella vita”, dice Echeverri. “C-Fos ha un partner diverso in axolotl di quello che ha negli esseri umani e questo sembra guidare una risposta completamente diversa alla ferita”.

Nella risposta alle lesioni umane, c-Fos è accoppiato con il gene c-Jun. Negli axolotl, tuttavia, Echeverri e il suo team hanno determinato che c-Fos è attivato con il gene JunB. Questa differenza nell’attivazione genica è stata fatta risalire alle azioni dei microRNA, che regolano l’espressione genica.

Modificando l’espressione genica dal microRNA degli axolotl, sono stati in grado di forzare l’accoppiamento umano di c-Fos con c-Jun. Le salamandre con gli accoppiamenti umani non erano in grado di recuperare un midollo spinale funzionante dopo la lesione, invece di formare il tessuto cicatriziale che si verifica nella riparazione delle lesioni umane. Gli studi di follow-up esamineranno se il contrario è vero nelle cellule umane.

“I geni coinvolti nella rigenerazione in axolotl sono altamente conservati tra gli umani e gli axolotl, e non sembra che gli axolotl abbiano geni specifici per la rigenerazione”, afferma Echeverri. “Tutto dipende da chi ti alleni direttamente dopo l’infortunio e da come questo ti spinge verso la rigenerazione o la formazione di tessuto cicatriziale. È un po ‘come nella vita, con chi collaborare può avere un effetto davvero positivo o negativo “.

Comprendere la rigenerazione del midollo spinale axolotl e le sue differenze – e, più interessante, le somiglianze con il processo umano potrebbero aiutare i ricercatori e, infine, i medici a migliorare il trattamento per le gravi lesioni del midollo spinale umano.

“Questo ha un enorme potenziale di traduzione non solo per le lesioni del midollo spinale negli esseri umani, ma anche per molte malattie neurodegenerative”, dice.

“MBL ha una storia di scoperte di base negli organismi di ricerca che la persona generica per strada potrebbe non pensare abbia rilevanza per la salute umana”, dice. “Ma sono state fatte importanti scoperte dallo studio di animali come gli axolotl o le meduse, e qui a MBL abbiamo quella libertà di lavorare su quelle domande davvero fondamentali.”