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Nuovi modi per potenziare la memoria
Gli scienziati stanno sviluppando nuovi modi per aumentare selettivamente l'espressione genica nel cervello, nella speranza di curare malattie psichiatriche e neurologiche. Un numero crescente di prove mostra che i composti che prendono di mira questo meccanismo possono migliorare l'apprendimento e la memoria nei roditori. Ma i farmaci esistenti, che non sono stati sviluppati per questo scopo, sono relativamente deboli e non selettivi e la loro sicurezza a lungo termine non è ancora chiara.
Booster di memoria: Li-Huei Tsai, neuroscienziato del MIT, sta sviluppando nuovi modi per indirizzare l'espressione genica nel cervello, nella speranza di migliorare la memoria.
Negli ultimi anni, i neuroscienziati hanno iniziato a riconoscere l'importanza dell'epigenetica, processi molecolari che modificano l'espressione dei geni senza alterare il DNA, nel cervello e in particolare nella memoria. Uno dei regolatori chiave dell'epigenetica è un gruppo di enzimi noti come istone deacetilasi (HDAC), che attivano il DNA per avvolgersi più strettamente attorno alle proteine vicine, in definitiva smorzando l'espressione genica. Studi recenti hanno dimostrato che i farmaci esistenti che inibiscono questi enzimi possono migliorare l'apprendimento sia nei topi normali che in quelli con problemi cognitivi.
Penso che le implicazioni per le malattie umane siano davvero entusiasmanti, afferma Li-Huei Tsai , neuroscienziato al MIT. L'anno scorso, il gruppo di Tsai ha dimostrato che dare a topi con danni cerebrali un inibitore dell'HDAC ha permesso loro di ricordare i ricordi perduti.
EnVivo Pharmaceuticals , una società farmaceutica con sede a Watertown, MA, sta sviluppando inibitori HDAC che sono più potenti di quelli esistenti e possono facilmente entrare nel cervello. (L'acido valproico, ad esempio, un farmaco usato per trattare l'epilessia e il disturbo bipolare e attualmente in fase di test per il cancro, è un inibitore relativamente debole.) Secondo i risultati presentati a una neuroscienza conferenza il mese scorso, l'inibitore HDAC principale dell'azienda può migliorare la memoria sia a breve che a lungo termine nei topi. L'azienda spera di testare il farmaco nel prossimo anno, afferma Michael Ahlijanian, vicepresidente della ricerca presso EnVivo.
Sebbene gli scienziati non sappiano ancora esattamente come la regolazione epigenetica influenzi la memoria, la teoria è che alcuni fattori scatenanti, come l'esercizio, la stimolazione visiva o i farmaci, srotolino il DNA, consentendo l'espressione di geni coinvolti nella plasticità neurale. Questo aumento dell'espressione genica potrebbe innescare lo sviluppo di nuove connessioni neurali e, a sua volta, rafforzare i circuiti neurali che sono alla base della formazione della memoria. Forse il nostro cervello sta usando questi meccanismi epigenetici per permetterci di imparare e ricordare le cose, o per fornire una plasticità sufficiente per permetterci di imparare e adattarci, dice John Satterlee , direttore del programma di epigenetica presso il National Institute on Drug Abuse, a Bethesda, MD.
Abbiamo solide prove che gli inibitori dell'HDAC promuovono in modo massiccio la crescita dei dendriti e aumentano la sinaptogenesi [la creazione di connessioni tra i neuroni], afferma Tsai. Il processo può aumentare la memoria o consentire ai topi di riottenere l'accesso ai ricordi perduti ricablando o riparando i circuiti neurali danneggiati. Crediamo che la traccia di memoria sia ancora lì, ma l'animale non può recuperarla a causa di danni ai circuiti neurali, aggiunge.
La sicurezza di inibitori HDAC più potenti, in particolare quelli che colpiscono il cervello, non è ancora chiara. Un articolo pubblicato oggi su Neurone evidenzia potenziali problemi. Tsai e i suoi colleghi hanno scoperto che l'inibizione di uno specifico enzima HDAC aumenta il danno cellulare e la morte nei roditori con sintomi del morbo di Alzheimer, mentre aumenta i livelli dei neuroni protetti dall'enzima.
I risultati suggeriscono che gli scienziati dovranno sviluppare composti che agiscano selettivamente sui diversi enzimi HDAC, forse inibendone alcuni e attivandone altri. A questo punto, si sa poco delle funzioni specifiche dei quasi 20 diversi enzimi. Ma Tsai dice che il suo gruppo ha identificato un enzima che sembra essere specificamente coinvolto nella memoria. I ricercatori stanno anche sviluppando composti più selettivi. Speriamo di avere qualcosa nel prossimo futuro che ci sentiamo a nostro agio di valutare nelle persone, dice Tsai.