Scienza, un enzima spiega le funzioni specifiche del cervello umano

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Un enzima dal suggestivo nome scientifico di “GSK3″ ha permesso a un gruppo di ricercatori dell’Istituto Europeo di Oncologia e dell’Università degli Studi di Milano di indagare per la prima volta cosa su che cosa accade nelle fasi precoci dello nostro sviluppo cerebrale, attraverso tecnologie di frontiera. I ricercatori, guidati da Giuseppe Testa, direttore del laboratorio Cellule Staminali e Epigenetica IEO, professore di Biologia Molecolare all’Università Statale di Milano e direttore del Centro di Neurogenomica dello Human Technopole, hanno scoperto il ruolo dell’enzima GSK3 nelle funzioni specifiche del cervello umano. Lo studio è appena stato pubblicato su Stem Cell Reports. “GSK3 è un enzima che, grazie alla sua capacità di ‘accendere’ o ‘spegnere’ l’attività di svariate proteine bersaglio, svolge un ruolo fondamentale nella regolazione di molteplici processi biologici, fra cui quelli che causano i tumori – spiega Testa -. La particolarità di questa affascinante proteina è quella di regolare i meccanismi di sopravvivenza e morte delle cellule con modalità complesse e dipendenti dal tipo di cellula. Per saperne di più, siamo quindi andati ad indagare un altro processo in cui GSK gioca un ruolo chiave: lo sviluppo dei neuroni che compongono la corteccia cerebrale”. Il gruppo di ricercatori ha quindi  scoperto che “GSK3 si trova al crocevia dei meccanismi di proliferazione cellulare, che permettono di espandere il numero di cellule progenitrici, e di quelli che determinano la loro trasformazione in neuroni maturi. Le mutazioni a carico del gene che codifica per GSK3 sono infatti associate a diversi disordini neuropsichiatrici, tra i quali autismo, schizofrenia, disordine bipolare e disturbo depressivo maggiore”. Ciò che ha permesso di investigare eventi così complessi e intrinsecamente legati all’unicità del sistema nervoso umano “è stata l’adozione di un innovativo modello sperimentale: gli organoidi cerebrali, o mini-cervelli in provetta”.
“Si tratta di colture cellulari tridimensionali – spiega Alejandro López-Tobón, co-autore dello studio – Partendo da cellule staminali pluripotenti umane, in grado di generare tutte le cellule del nostro organismo, e guidando il loro differenziamento tramite l’utilizzo di un apposito cocktail di molecole, è infatti possibile ottenere strutture che si sviluppano simulando accuratamente l’organizzazione spaziale e temporale di molteplici tipi di cellule che compongono la corteccia cerebrale fetale umana”. La corteccia cerebrale è la parte più esterna del nostro cervello ed è sede di funzioni cognitive complesse, quali il pensiero cosciente. Oltre ad essere la regione cerebrale più recente dal punto di vista evolutivo, è anche quella che, a causa della notevole espansione delle sue dimensioni, più contraddistingue come unico il cervello degli esseri umani quando paragonato ad altri animali. La ragione per cui nell’uomo si è verificata una massiccia espansione nel numero di neuroni nella corteccia cerebrale risiede nell’evoluzione di un particolare tipo di progenitori neuronali chiamati “outer radial glia”, i quali hanno una capacità di generare nuovi neuroni maggiore rispetto ad altre classi di progenitori.