Il nostro secondo cervello: caotico ma ben organizzato

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Il nostro secondo cervello: caotico ma ben organizzato
Le famiglie delle cellule (multicolori) in uno strato di parete intestinale si sovrappongono. Le famiglie delle cellule (multicolori) in uno strato di parete intestinale si sovrappongono. Credit photo: © Francis Crick Institute

È stato dimostrata l’origine del sistema nervoso enterico (una rete caotica di mezzo miliardo di cellule nervose all’interno della parete intestinale) durante lo sviluppo del topo.

La ricerca, pubblicata su Science, è stata guidata dall’Istituto Francis Crick, in collaborazione con l’Università di Leuven, la Stanford University, l’Istituto Hubrecht e il Quadrum Bioscience Institute.

Il secondo cervello

Spesso noto come il “secondo cervello” per il suo vasto numero di neuroni e la connettività complessa, il sistema nervoso enterico ha un ruolo fondamentale nel mantenere l’intestino sano. Quindi capire come sia organizzato potrebbe aiutare gli scienziati a trovare trattamenti per comuni disturbi gastrointestinali tra cui la sindrome dell’intestino irritabile e la costipazione cronica.

La ricerca

La parete dell’intestino è costituita da molti tipi di cellule nervose che sembrano essere distribuite in modo casuale“, afferma Vassilis Pachnis, responsabile del gruppo presso l’Istituto Francis Crick. “Ma nonostante questo caos, le reti neurali dell’intestino sono responsabili di funzioni ben organizzate e stereotipate come il movimento di cibo lungo l’intestino, la comunicazione con le cellule immunitarie e il trasferimento di informazioni al cervello. Volevamo scoprire come un’attività così ben organizzata potesse emergere da un sistema così caotico “.

Durante lo sviluppo, una popolazione unica e dinamica di cellule, note come progenitrici, si dividono per produrre copie di se stesse per generare molti altri tipi di cellule. Utilizzando strumenti genetici, la squadra di ricercatori ha etichettato singole cellule progenitrici del sistema nervoso enterico con diversi colori e ha seguito i loro discendenti – contrassegnati con lo stesso colore – attraverso lo sviluppo.

La scoperta

Hanno scoperto che alcuni progenitori hanno prodotto solo cellule nervose, altri cellule nervose connettive (glia), e altri hanno prodotto entrambe. Neuroni e glia provenienti da uno stesso genitore sono rimasti vicini l’uno all’altra, formando gruppi di cellule.

Il team ha indagato come questa intricata struttura del sistema nervoso enterico possa contribuire anche sull’attività delle cellule nell’intestino.

Le considerazioni

“Una sottile stimolazione elettrica al sistema nervoso intestinale ha mostrato che le cellule nervose generate dalla stessa cellula madre hanno risposto in sincronia”, dice Vassilis. “Ciò suggerisce che i rapporti di sviluppo tra le cellule del sistema nervoso enterico dei mammiferi sono fondamentali per la regolazione neurale della funzione dell’intestino“.

Nel futuro

“Ora che abbiamo una migliore comprensione di come il sistema nervoso intestinale sia costruito e funzioni, possiamo iniziare a guardare a cosa succede quando le cose vanno male, in particolare durante le fasi critiche dello sviluppo degli embrioni. Forse gli «errori» nella costruzione delle reti neurali dell’intestino sono alla base dei problemi gastrointestinali comuni“.

 

Fonti:

https://www.crick.ac.uk/news/science-news/2017/05/19/understanding-the-architecture-of-our-second-brain/

http://science.sciencemag.org/content/356/6339/722

Didascalia foto: Le famiglie delle cellule (multicolori) in uno strato di parete intestinale si sovrappongono.

Credit foto: © Francis Crick Institute