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Di topi e memoria
Il trattamento di topi con danni cerebrali con composti che influenzano l'espressione genica ripristina la loro capacità di richiamare ricordi a lungo termine, secondo uno studio di questa settimana. Natura . Allevare i topi in un ambiente stimolante ha lo stesso effetto. I risultati suggeriscono che i ricordi, una volta consolidati, possono rimanere accessibili anche dopo una significativa perdita di cellule cerebrali. Inoltre aprono la possibilità di sviluppare farmaci per trattare la perdita di memoria associata a condizioni come il morbo di Alzheimer e la demenza.
Arricchimento ambientale: I topi alloggiati in un ambiente interessante, in questo caso una grande gabbia contenente giocattoli di vari colori, forme e consistenze e una ruota da corsa che consente l'esercizio volontario, sono stati in grado di recuperare meglio i ricordi a lungo termine dopo un danno cerebrale. I risultati potrebbero aiutare nello sviluppo di farmaci che migliorano la memoria per gli esseri umani.
La ricerca precedente aveva prodotto risultati simili alla scoperta dello studio secondo cui l'arricchimento ambientale può migliorare l'apprendimento. Non è un grosso problema, dice il coautore Li-Huei Tsai del Picower Institute for Learning and Memory del MIT, ma in termini di recupero della memoria a lungo termine … siamo rimasti tutti sbalorditi.
Tsai e i suoi colleghi hanno condotto lo studio su topi geneticamente modificati per esprimere una proteina chiamata p25 in determinate condizioni. La proteina provoca la morte massiccia delle cellule cerebrali ed è stata implicata nelle malattie neurodegenerative. I ricercatori possono attivare e disattivare l'espressione di p25 controllando la dieta dei topi, inducendo danni cerebrali a piacimento. Senza la dieta speciale, i topi si comportano come topi normali.
Per testare la memoria dei topi, Tsai e i suoi colleghi hanno iniziato a condizionarli ad avere paura di un certo luogo. I topi sono stati spostati dalle loro gabbie in una camera che fornisce un nuovo ambiente interessante che vogliono esplorare, spiega. Ma in quella camera, i topi hanno ricevuto una leggera scossa in piedi. Non fa male, dice Tsai, ma lo odiano.
Questo condizionamento alla paura viene codificato nell'area dell'ippocampo del cervello prima di essere trasferito tre o quattro settimane dopo alla corteccia, dove diventa una memoria stabile a lungo termine. Dopodiché, se i topi vengono riportati nella camera, ricordano la brutta esperienza e si congelano sul posto invece di esplorare.
Dopo aver stabilito questa memoria nei topi geneticamente modificati, Tsai e i suoi colleghi hanno indotto danni cerebrali attivando il gene p25. Come previsto, i topi hanno perso la paura della camera, non riuscendo a congelarsi come farebbero i topi normali dopo lo stesso condizionamento.
Ma dare ai topi con danni cerebrali un composto chiamato inibitore dell'istone deacetilasi (HDAC) ha prodotto risultati molto diversi. Gli istoni sono proteine attorno alle quali i filamenti di DNA si avvolgono, formando una struttura chiamata cromatina. Il modo in cui la cromatina si assembla influenza la regolazione e l'espressione genica. I topi a cui è stato somministrato un inibitore dell'HDAC, che consente al DNA di liberarsi dagli istoni rendendo il DNA accessibile alla trascrizione, sono stati in grado di recuperare i ricordi a lungo termine molto meglio dei topi non trattati.
Questo richiamo migliorato si è verificato anche quando topi con danni cerebrali non trattati con l'inibitore HDAC sono stati collocati in un ambiente arricchente. Secondo Tsai, i topi sono normalmente tenuti in una piccola gabbia con poco più di cibo e acqua. Spostarli in una gabbia più grande con molti giocattoli, una ruota da corsa e altri topi con cui interagire consente loro di essere molto più attivi, fisicamente e mentalmente, dice. I topi in questo ambiente stimolante hanno mostrato un comportamento di congelamento molto migliore, dimostrando che erano in grado di recuperare i loro ricordi a lungo termine.
Sia l'inibitore dell'HDAC che l'ambiente arricchente probabilmente stimolano la crescita delle connessioni tra i neuroni, che ricablano il cervello in modo tale da rendere più accessibili i ricordi a lungo termine, dice Tsai. Non vedi necessariamente un aumento del numero di neuroni, spiega, ma vedi un aumento nella formazione di dendriti e sinapsi. Nel caso degli inibitori HDAC, potrebbe essere che il cambiamento della struttura della cromatina provochi una maggiore espressione dei geni che influenzano questa crescita sinaptica.
I risultati sono molto impressionanti, dice Ya-Ping Tang , neurobiologo dell'Università di Chicago. Mostra come l'epigenetica, l'espressione genica alterata che non è collegata ai cambiamenti nel DNA stesso, è coinvolta nell'apprendimento e nella memoria, dice.
Non è chiaro perché l'inizio del danno cerebrale nei topi non distrugga del tutto i ricordi a lungo termine. Il nostro studio non può parlare di questo, dice Tsai, ma mostra che anche con questa sostanziale perdita neuronale, non è sufficiente sbarazzarsi della memoria.
Tang afferma che è troppo presto per dire se i farmaci basati su questo meccanismo potrebbero essere sviluppati per aiutare a ripristinare la perdita di memoria negli esseri umani. Tsai e il suo gruppo stanno ora provando altri inibitori HDAC nei topi per vedere quali funzionano meglio. Sarà molto interessante vedere se gli inibitori dell'HDAC aiuteranno negli esseri umani, dice. Fornisce davvero speranza alle persone con perdita neuronale e demenza che forse si può fare qualcosa.