Il cervello umano adulto non è una struttura fissa e immutabile: continua a generare nuovi neuroni anche oltre la giovinezza. A dimostrarlo, con dati più solidi che mai e l’aiuto di algoritmi di machine learning, è uno studio del Karolinska Institutet in Svezia, da poco pubblicato sulla rivista Cell Stem Cell. Questa ricerca rappresenta un passo avanti cruciale nel dibattito, durato decenni e con posizioni contrastanti da parte degli esperti, sulla possibilità di neurogenesi nell’ippocampo adulto, una regione cerebrale chiave per funzioni come la memoria e l’apprendimento ma anche per la regolazione dell’umore. E quindi, si capisce senza troppa difficoltà, anche per patologie cruciali come la malattia di Alzheimer.
Per molti anni la comunità scientifica è rimasta infatti divisa sulla questione. Alcuni studi avevano indicato la presenza di nuovi neuroni nel cervello adulto ma altri non erano riusciti a confermare questi risultati, sollevando dubbi sulla reale esistenza di questo fenomeno nell’essere umano. Con la ricerca condotta dal team svedese, però, arrivano prove più convincenti grazie a una combinazione di tecniche genetiche e analisi sui tessuti cerebrali umani di adolescenti e adulti.
Un nuovo approccio
Il gruppo guidato da Jonas Frisén, professore al Dipartimento di Biologia cellulare e molecolare del Karolinska Institutet, ha utilizzato un innovativo metodo basato sul DNA barcoding. Questo approccio permette di tracciare la discendenza cellulare all’interno del tessuto cerebrale, identificando quali cellule derivano da progenitori comuni. In pratica, è stato possibile vedere se nuove cellule nervose di soggetti fra gli 0 e i 78 anni con dati prelevati da diverse biobanche internazionali si fossero effettivamente generate da cellule progenitrici nell’ippocampo di individui adulti.
«Abbiamo analizzato l’ippocampo umano dalla nascita fino all’età adulta utilizzando il sequenziamento dell’RNA a singolo nucleo – si legge nello studio – abbiamo identificato tutte le fasi delle cellule progenitrici neurali nella prima infanzia. Negli adulti, impiegando anticorpi contro il marcatore di proliferazione Ki67 e algoritmi di apprendimento automatico, abbiamo individuato cellule progenitrici neurali in proliferazione. Inoltre i dati trascrittomici hanno mostrato che le cellule progenitrici neurali erano localizzate all’interno del giro dentato. I risultati contribuiscono a comprendere la neurogenesi negli esseri umani adulti». Il sequenziamento dell’Rna a singolo nucleo è una tecnica che permette di analizzare l’espressione genica a livello di singolo nucleo cellulare, una metodologia è particolarmente utile quando si lavora con tessuti che sono difficili da dissociare o quando si desidera evitare l’induzione di cambiamenti nell’espressione genica dovuti alla dissociazione cellulare.
Grazie a questo sofisticato metodo, ricostruendo una specie di albero genealogico dei neuroni, i ricercatori sono riusciti a identificare diverse fasi dello sviluppo neuronale, dalle cellule staminali ai neuroni immaturi, molti dei quali si trovavano nella fase di divisione. Per localizzare queste cellule hanno utilizzato due tecniche che permettono di individuare dove, all’interno del tessuto, sono attivi i diversi geni: RNAscope e Xenium. Questi metodi hanno confermato che le cellule di nuova formazione erano situate in un’area specifica dell’ippocampo chiamata giro dentato, una parte dell’ippocampo situata nella parte più mediale della corteccia cerebrale. Queste cellule condividevano lo stesso codice genetico, segno inequivocabile che si erano sviluppate da una stessa cellula progenitrice. Una evidenza genetica conferma che la neurogenesi adulta è una realtà anche nell’uomo, non solo negli animali da laboratorio come maiali, ratti e scimmie dove il fenomeno era già stato osservato e confermato.
Come cambia la prospettiva
La scoperta ha naturalmente implicazioni molto ampie. La formazione di nuovi neuroni potrebbe giocare un ruolo fondamentale nei processi di memoria e apprendimento ma anche nella risposta del cervello a eventi stressanti o traumatici. Inoltre comprendere a fondo la neurogenesi potrebbe offrire nuove chiavi di lettura per affrontare disturbi neurologici e psichiatrici come la depressione o le malattie neurodegenerative, inclusa l’Alzheimer.
Frisén sottolinea che i risultati dello studio sono incoraggianti anche sul piano clinico, perché indicano che il cervello umano adulto mantiene una plasticità maggiore di quanto si pensasse finora. Secondo lo scienziato la capacità di produrre nuovi neuroni potrebbe un giorno essere stimolata in modo mirato, con possibili ricadute terapeutiche appunto per diverse patologie cerebrali.
Nonostante l’importanza dei risultati, Frisén precisa che sono ancora necessarie ulteriori ricerche per comprendere meglio il significato funzionale di questi nuovi neuroni nell’ippocampo adulto. Resta da chiarire, ad esempio, quale sia il loro contributo specifico ai circuiti neuronali già esistenti – sono neuroni che riparano, che sostituiscono, quale funzionalità sfoggiano? – e se la quantità di nuovi neuroni prodotti possa variare in relazione a fattori come l’età, lo stato di salute o le condizioni ambientali. Sono infatti emerse grandi variazioni tra individui: alcuni adulti possedevano numerose cellule progenitrici neurali mentre altri ne avevano pochissime o quasi nessuna.
Lo studio del Karolinska Institutet rappresenta comunque una svolta significativa, fornendo finalmente una prova diretta e robusta che il cervello umano adulto non smette mai di generare nuove cellule nervose.
FONTI SCIENTIFICHE CITATE IN QUESTO ARTICOLO:
Identification of proliferating neural progenitors in the adult human hippocampus
