Come si ricostruisce il cervello: nuove intuizioni sulla rigenerazione della mielina / How the Brain Rebuilds: New Insights into Myelin Regeneration
Come si ricostruisce il cervello: nuove intuizioni sulla rigenerazione della mielina / How the Brain Rebuilds: New Insights into Myelin Regeneration
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Le malattie demielinizzanti sono tutte quelle condizioni che danneggiano il rivestimento protettivo delle cellule nervose, la guaina mielinica. Alcune comuni malattie demielinizzanti del sistema nervoso centrale includono la sclerosi multipla, il disturbo dello spettro della neuromielite ottica, la mielite trasversa ed altro ancora. Ora, una nuova ricerca condotta dall'University of Connecticut Health e dai suoi collaboratori rivela che una proteina chiamata C1QL1 promuove la sostituzione delle cellule che producono mielina. Le nuove intuizioni potrebbero portare allo sviluppo di terapie nuove e migliorate per le malattie demielinizzanti.
I risultati sono pubblicati sulla rivista FEBS Journal in un articolo intitolato " L'espressione di C1ql1 nelle cellule progenitrici degli oligodendrociti promuove la differenziazione degli oligodendrociti ".
"Gli oligodendrociti mielinizzanti derivano dalla differenziazione graduale delle cellule progenitrici degli oligodendrociti (OPC)", hanno scritto i ricercatori. "Circa il 5% di tutte le cellule cerebrali adulte sono OPC. Perché un cervello maturo avrebbe bisogno di un numero così elevato di OPC? Una nuova mielinizzazione è probabilmente richiesta per funzioni di ordine superiore come la cognizione e l'apprendimento. Inoltre, questo pool di OPC rappresenta una fonte di nuovi oligodendrociti per sostituire quelli persi durante lesioni, infiammazioni o malattie come la sclerosi multipla (SM). Il modo in cui gli OPC vengono istruiti a differenziarsi in oligodendrociti è poco compreso e, per ragioni attualmente poco chiare, i pool residenti di OPC sono progressivamente meno utilizzati nella SM. La famiglia di proteine del componente del complemento 1, q subcomponent-like (C1QL) è stata studiata per le sue funzioni nelle sinapsi neurone-neurone, ma mostriamo che gli OPC esprimono C1ql1. Abbiamo creato topi knockout condizionali specifici per OPC ed abbiamo dimostrato che la carenza di C1QL1 riduce la differenziazione degli OPC in oligodendrociti e riduce la produzione di mielina sia durante lo sviluppo che durante il recupero dalla demielinizzazione indotta da cuprizone".
Negli esperimenti condotti sui topi, i ricercatori hanno osservato che l'eliminazione del gene che codifica per C1QL1 causava un ritardo nella velocità di maturazione degli oligodendrociti (le cellule che producono la mielina), con conseguente riduzione della mielinizzazione dei neuroni.
Dopo che ai topi è stato somministrato un farmaco che distrugge la mielina, il recupero degli oligodendrociti e la mielinizzazione sono stati ritardati nei topi privi della proteina C1QL1. Tuttavia, indurre i topi a esprimere più C1QL1 ha portato ad un numero maggiore di oligodendrociti e ad una maggiore mielinizzazione dopo l'interruzione del farmaco, suggerendo che C1QL1 aiuta a ripristinare lo strato di mielina danneggiato. Pertanto, le terapie sperimentali che potenziano C1QL1 potrebbero essere promettenti contro le malattie demielinizzanti.
"La nostra ricerca di base su C1QL1 è agli inizi, ma c'è il potenziale che sia rilevante per un nuovo trattamento per la sclerosi multipla", ha affermato l'autore corrispondente David C. Martinelli, PhD, dell'University of Connecticut Health Center. "Nuove opzioni di trattamento farmacologico per i pazienti con sclerosi multipla potrebbero avere un grande impatto sulla loro qualità di vita".
ENGLISH
Demyelinating diseases are any conditions that damage the protective coating on nerve cells, the myelin sheath. Some common demyelinating diseases of the central nervous system include multiple sclerosis, neuromyelitis optica spectrum disorder, transverse myelitis, and more. Now, new research led by the University of Connecticut Health and collaborators reveals a protein called C1QL1 promotes the replacement of the cells that produce myelin. The new insights may lead to the development of new and improved therapies for demyelinating diseases.
The findings are published in the FEBS Journal in an article titled, “C1ql1 expression in oligodendrocyte progenitor cells promotes oligodendrocyte differentiation.”
“Myelinating oligodendrocytes arise from the stepwise differentiation of oligodendrocyte progenitor cells (OPCs),” the researchers wrote. “Approximately 5% of all adult brain cells are OPCs. Why would a mature brain need such a large number of OPCs? New myelination is possibly required for higher-order functions such as cognition and learning. Additionally, this pool of OPCs represents a source of new oligodendrocytes to replace those lost during injury, inflammation, or in diseases such as multiple sclerosis (MS). How OPCs are instructed to differentiate into oligodendrocytes is poorly understood, and for reasons presently unclear, resident pools of OPCs are progressively less utilized in MS. The complement component 1, q subcomponent-like (C1QL) protein family has been studied for their functions at neuron–neuron synapses, but we show that OPCs express C1ql1. We created OPC-specific conditional knockout mice and showed that C1QL1 deficiency reduces the differentiation of OPCs into oligodendrocytes and reduces myelin production during both development and recovery from cuprizone-induced demyelination.”
In experiments conducted in mice, the researchers observed deleting the gene that codes for C1QL1 caused a delay in the rate at which oligodendrocytes (the cells that make myelin) mature, leading to reduced myelination of neurons.
After mice were fed a drug that destroys myelin, recovery of oligodendrocytes and myelination was delayed in mice lacking the C1QL1 protein. Causing mice to express more C1QL1, however, led to increased numbers of oligodendrocytes and more myelination upon drug withdrawal, suggesting that C1QL1 helps restore the damaged myelin layer. Thus, investigational therapies that boost C1QL1 may hold promise against demyelinating diseases.
“Our basic research on C1QL1 is nascent, but there is potential that it is relevant for a novel treatment for multiple sclerosis,” said corresponding author David C. Martinelli, PhD, of the University of Connecticut Health Center. “New drug treatment options for patients with multiple sclerosis could have a large impact on their quality of life.”
Da:
https://www.genengnews.com/topics/translational-medicine/how-the-brain-rebuilds-new-insights-into-myelin-regeneration/
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