Riaccendere la memoria grazie ad una sorta di interruttore molecolare suona come una fantasia, più che come un’idea realistica. Ma un gruppo di neuroscienziati dell’Università Cattolica e del Policlinico Gemelli di Roma ha provato davvero a farlo nei topi, modificando una proteina che ha funzioni chiave nella plasticità neuronale. La proteina in questione è l’enzima LIMK1, che il gruppo di ricercatori ha reso attivabile “a comando” attraverso la somministrazione di una molecola chiamata rapamicina. I risultati dello studio sono stati pubblicati su Science Advances, e si sono rivelati molto promettenti nei modelli animali utilizzati.
Un interruttore molecolare
L’enzima LIMK1 promuove la formazione delle cosiddette spine dendritiche, particolari strutture presenti sulle sinapsi dei neuroni che a loro volta potenziano la trasmissione di informazioni all’interno delle reti neurali: “Controllare LIMK1 con un farmaco – spiega Claudio Grassi, direttore del dipartimento di Neuroscienze dell’Università Cattolica di Roma – significa essere capaci di promuovere la plasticità sinaptica e, quindi, i processi fisiologici che dipendono da essa”, come appunto quelli collegati alla memoria.
La regolazione di LIMK1 è stata ottenuta creando una sorta di interruttore molecolare: in sostanza, all’interno del gene di LIMK1 è stata inserita la sequenza per l’espressione di una seconda proteina (che in pratica risulterà fusa a LIMK1) che cambia conformazione quando si lega alla rapamicina. Questo cambiamento di conformazione attiva LIMK1 e promuove quindi la formazione delle spine dendritiche.
Potenziare la memoria
“Negli animali con declino cognitivo legato all’età – spiega Cristian Ripoli, docente di fisiologia presso la Cattolica -, utilizzare questo tipo di terapia genica per modificare la proteina LIMK1 e attivarla con il farmaco [ossia con la somministrazione di rapamicina, nda] ha determinato un significativo miglioramento della memoria”. Questo approccio, prosegue, consente in teoria di manipolare i processi neuronali che regolano la memoria sia in condizioni fisiologiche che patologiche.
Secondo Grassi, il prossimo passo sarà quello di verificare l’efficacia di questo tipo di approccio in modelli animali affetti da patologie neurodegenerative, come ad esempio la malattia di Alzheimer. “Ulteriori studi – conclude l’esperto – saranno poi necessari per validare l’utilizzo di questa tecnologia negli esseri umani”.
Che cos’è la rapamicina?
Usata in questo studio come parte di un meccanismo progettato per favorire la trasmissione neuronale, la rapamicina è una molecola già conosciuta che, per il momento, viene impiegata in clinica come farmaco anti-rigetto dopo i trapianti. Tuttavia, alcuni studi stanno indagando i suoi effetti nel contesto di fenomeni legati all’invecchiamento. In particolare, questa molecola sembra essere in grado di contrastare la riduzione nell’espressione degli istoni, cioè le proteine sulle quali è avvolto il DNA, che si verifica fisiologicamente con il progredire dell’età. Studi condotti in passato hanno inoltre mostrato che somministrarla a topi “anziani” per un certo periodo di tempo ne allunga la vita di circa il 50%. Le ricerche sono ancora in corso, anche per capire se sia possibile ovviare ai diversi effetti collaterali della somministrazione di rapamicina.
