Via in un lampo: ricercatori utilizzano impulsi luminosi per accendere e spegnere le vie di segnalazione in cellule viventi

Il progetto R’BIRTH (Brain Imaging Return to Health), finanziato dall’UE, è stato avviato per studiare i meccanismi molecolari coinvolti nelle patologie collegate all’età. I membri del team del progetto hanno recentemente riferito nella rivista “Nature Communications” di aver utilizzato con successo dei lampi di luce per indurre la risonanza nei circuiti di segnalazione di cellule dei mammiferi, un procedimento che ha incluso una svolta della ricerca.

Utilizzando questa tecnica di risonanza, i ricercatori sono stati in grado di controllare quando una via di segnalazione, che permette alle cellule di interagire con il loro ambiente, era accesa o spenta. Questo è un risultato degno di nota visto che queste vie di segnalazione influenzano l’espressione delle malattie degenerative. Ciò che rende particolarmente eccitante questa scoperta è il fatto che si ritiene che lo stesso approccio potrebbe essere applicato a qualsiasi circuito cellulare.

La speranza della risonanza del circuito cellulare

Come riportato su “Nature Communications”, i membri del team del progetto R’BIRTH hanno sviluppato degli strumenti chiamati inibitori optogenetici che usano la luce per controllare i regolatori della funzione della cellula conosciuti come protein-chinasi, come ad esempio la chinasi c-Jun N-terminale (JNK). Il team ha dimostrato che emettendo una frequenza specifica di lampi di luce inibitori verso la JNK nel citoplasma della cellula si otteneva anche l’inibizione dell’espressione genica nel nucleo, un risultato in precedenza non ritenuto possibile.

Una volta definita la distribuzione nel tempo della frequenza si apre la possibilità di applicazione a una gamma di circuiti di segnalazione, che potrebbe aprire la strada a nuovi progressi terapeutici in aree come ad esempio la cura del cancro. La modifica della frequenza di inibizione si potrebbe anche dimostrare preziosa nella lotta contro la resistenza ai farmaci, un problema significativo per un’industria dove lo sviluppo di nuovi farmaci costa miliardi di euro. Il team di ricerca si sta adesso dedicando attivamente alle innovazioni in questo settore.

Comprendere i meccanismi molecolari per una diagnosi e un trattamento migliori

R’BIRTH ha due ampi obiettivi di ricerca. In primo luogo, identificare i bersagli del trattamento farmacologico, in aggiunta ai reagenti che potrebbero interferire con le vie del danneggiamento neurologico. In secondo luogo, creare innovazioni nel campo dell’imaging per visualizzare eventi associati alla depressione nel cervello. Il progetto mette assieme tecniche di imaging biologico e medico con studi comportamentali e proteomica (lo studio delle proteine) per definire i meccanismi molecolari della perdita neuronale (associata all’invecchiamento) e della neurogenesi (generazione di neuroni). Le tecniche biotecnologiche permettono al team di produrre nuovi strumenti che isolano le cellule neurogeniche provenienti dal cervello invecchiato per aiutare le prime fasi della ricerca, e che alla fine miglioreranno la diagnosi e il trattamento delle malattie neurodegenerative.

Dato che l’aspettativa di vita aumenta in tutto il mondo, altrettanto fanno i rischi per la salute connessi all’età, inclusi declino cognitivo, depressione e ansia. In base a dati del 2015, le Nazioni Unite hanno previsto che entro il 2030 ci sarà un aumento del 56 % nel numero di persone nel mondo di età pari o superiore a 60 anni, portando il totale a circa 1,4 miliardi. Entro il 2050, si prevede che questa popolazione raddoppi rispetto alle sue dimensioni nel 2015, raggiungendo quasi i 2,1 miliardi, con l’incremento maggiore previsto nel mondo in via di sviluppo.

Tuttavia, nonostante la pressione sui sistemi sanitari e il potenziale mercato che questa popolazione rappresenta, lo sviluppo di farmaci non ha tenuto il passo della domanda. Insieme alle complessità che l’effettuazione di studi clinici comporta, una delle ragioni citate per questa carenza è la mancanza di nuove direzioni di ricerca da seguire; una lacuna che il progetto R’BIRTH aiuta a colmare.

Per maggiori informazioni, consultare:
Sito web del progetto