Morbo di Parkinson e ictus: un gel cura i danni al cervello | Medicina

Il cervello è un punto delicato del corpo umano: il centro di controllo di tutte le funzioni vitali e comportamentali è costituito da una fitta rete di neuroni interconnessi. Lesioni dovute a traumi, ictus o a malattie neurodegenerative come il morbo di Parkinson – anche di piccola entità, ma diffuse in ampie aree – possono compromettere numerose capacità di un paziente, fino a portarlo a gravi condizioni di infermità. Ecco perché la ricerca continua incessantemente a proporre approcci innovativa per la cura o il rallentamento del decorso di questi disturbi. Un nuovo gel sembra in grado rigenerare il tessuto del cervello in maniera sorprendentemente efficiente. Vediamo alcuni dettagli.

Il morbo di Parkinson e le malattie neurodegenerative

La malattie neurodegenerative sono una classe di disturbi la cui cura risulta molto complessa e spesso impossibile: l’unica cosa che si può fare è rallentare il decorso e provare ad alleviarne i sintomi. Tutte hanno una causa comune ovvero sono caratterizzate da un processo di morte cellulare dei neuroni. A seconda del tipo di malattia possono essere colpite diverse aree e diversi tipi di neuroni, andando a sviluppare sintomi di diversa natura che vanno da disturbi cognitivi, disturbi comportamentali e difficoltà motorie.

Il morbo di Parkison ad esempio sembra essere correlato al circuito motorio con cui il sistema nervoso controlla i movimenti dei muscoli: in sostanza si tratta di un sistema costantemente inibito; quando si decide di compiere una determinata azione l’inibizione viene ridotta tramite la produzione di dopamina. Il morbo di Parkinson causa una diminuzione della produzione della dopamina ed è così che si generano delle difficoltà a portare a termine i movimenti, una lentezza relativa a svolgere le azioni e una scarsa reattività. Oltre alla difficoltà nei movimenti infatti si possono manifestare anche altri sintomi neuropsichiatrici come come deficit cognitivo, difficoltà nella pianificazione delle azioni e difficoltà nell’avvio di azioni appropriate al contesto. Purtroppo questo può portare ad un notevole calo della qualità della vita del paziente e ad uno sforzo non indifferente da parte dei familiari per prendersi cura del malato.

La diminuzione della produzione di dopamina nella malattia – come anticipato – sembra causata dalla morte di alcune cellule cerebrali. Il problema principale su cui si indaga è un anomalo accumulo della proteina alfa-sinucleina che si concentra all’interno dei neuroni creando delle inclusioni – dette corpi di Lewy. Le inclusioni con il progredire del morbo di Parkinson si estendono in diverse zone del cervello – substantia nigra, nelle aree del mesencefalo e prosencefalo basale e, nell’ultima fase, nella neocorteccia – e spiegano i diversi sintomi quali problemi motori, dell’apprendimento e della cognizione. La rigenerazione dei danni provocati al cervello da questa e altre patologie è l’unico modo per poter far regredire la malattia.

La dinamica della dopamina nel morbo di Parkinson

Un gel per rigenerare i danni al cervello

In sostanza si tratta di un innovativo metodo di trapianto cellulare, basato su di un idrogel che offre nuove speranze a tutte le persone affette da morbo di Parkinson oppure colpiti da ictus. L’approccio è stato sviluppato dai ricercatori della Australian National University (ANU) e Deakin University. Questo nuovo gel è in grado di accelerare i tradizionali trattamenti con cellule staminali che mirano a rigenerare il tessuto cerebrale danneggiato. L’idrogel – cioè un composto di cellule staminali tenute insieme in gran parte tramite acqua – rappresenta un salvagente per le aree danneggiate e potrebbe rimpiazzare gli attuali trattamenti che risultano meno efficaci. Il professor David Nisbet, dell’ANU College of Engineering and Computer Science, afferma che gli attuali trattamenti su pazienti con cervello danneggiato, che forniscono cellule staminali tramite soluzione salina in una siringa, hanno una bassa sopravvivenza cellulare:

Ci sono alcuni problemi importanti con la tecnologia di trapianto di cellule esistente. La più grande sfida è la quantità di cellule sostitutive che muoiono una volta che vengono somministrate nel cervello. L’idrogel che abbiamo sviluppato in gran parte impedisce questo. Protegge le cellule durante la somministrazione e fornisce un ambiente dopo la loro iniezione che aumenta notevolmente la loro sopravvivenza.

Il professor Nisbet descrive l’idrogel come “un santuario per le cellule” grazie al quale vengono protette dall’infiammazione nel cervello:

Il nostro idrogel protegge le cellule trapiantate dall’infiammazione in un cervello danneggiato. Le cellule iniziano quindi a integrarsi con i circuiti del cervello e possiamo vedere gli effetti di riparazione e recupero funzionale.

Esempio di idrogel

Idrogel come sostegno alle cellule staminali

Quando iniettato nel cervello, l’idrogel si auto-assembla per formare una rete sintetica in cui le cellule possono crescere perché è una struttura simile al tessuto cerebrale biologico. L’autore co-responsabile  dello studio, Dr. Richard Williams, professore di biotecnologia medica presso la School of Medicine di Deakin, afferma che uno dei problemi con la terapia con cellule staminali è che le cellule vengono portate fuori dal loro ambiente di cura e sottoposte a condizioni piuttosto difficili che le danneggiano:

Abbiamo preso ispirazione dal modo in cui le cellule interagiscono e sono supportate nel tessuto naturale. Abbiamo quindi costruito un’impalcatura artificiale che induce le cellule a credere che si trovino in un ambiente normale e sano.

Imitando il tessuto cerebrale, l’idrogel non solo protegge la cellula durante il suo viaggio attraverso la siringa, ma aiuta anche le cellule a prosperare nel cervello dove quelle autoctone sono state attaccata da una patologie come ictus o morbo di Parkinson. La nuova tecnica è stata testata con le cellule cerebrali del topo ed è descritta nella rivista Advanced Functional Materials. L’autore dello studio, il Dr. Yi Wang, afferma:

L’idrogel si trasforma in un liquido e scorre attraverso la siringa ma non appena ritorna nel cervello si ricompone spontaneamente come un idrogel tridimensionale in modo da riempire i vuoti che è importante per l’ictus. Le cellule sono protette dalle forze di taglio nell’idrogel, a differenza delle soluzioni saline in cui sono rapidamente allungate che possono provocare la rottura della membrana e la morte delle cellule.

I ricercatori affermano che questa tecnica ha un enorme potenziale rispetto alla somministrazione tramite soluzione salina. Inoltre l’applicazione non è limitata alla cura di patologie cerebrali come ictus o morbo di Parkinson, ma questo gel può essere facilmente utilizzato ovunque sia necessario impiantare cellule: neuroscienze, tumori e potenzialmente anche la fecondazione in vitro. Infatti uno dei principali problemi delle terapie basate su cellule staminali è la difficoltà ad integrare e far crescere le cellule aliene all’interno dell’organismo ospite; ed è proprio qui che interviene il nostro gel. Dalla sezione scienze è tutto! Continuate a seguirci per tante altre news e curiosità.