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Obiettivo novello identificato per rigenerazione del neurone nella lesione del midollo spinale

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Il ristabilimento della capacità di camminare la lesione seguente del midollo spinale richiede i neuroni nel cervello di ristabilire le vie di comunicazione con i neuroni nel midollo spinale. I neuroni maturi, tuttavia, non possono rigenerare i loro assoni per facilitare questo processo.

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Ora, nella nuova ricerca, scienziati a Lewis Katz School di medicina alla manifestazione di Temple University (LKSOM) che questa limitazione può essere sormontata mirando alla proteina della chinasi B1 (LKB1) del fegato. In topi con la lesione del midollo spinale, ha mirato alla rigenerazione interurbana del neurone stimolata upregulation LKB1, conducente agli aumenti del recupero funzionale.

«La nostra ricerca indica che LKB1 è critico al controllo di rigenerazione dell'assone in neuroni maturi,» ha spiegato Shuxin Li, MD, professore associato al centro di ricerca pediatrico dell'ospedale di Shriners ed il dipartimento dell'anatomia e biologia cellulare a LKSOM e principale inquirente sul nuovo studio. Il rapporto è stato pubblicato online nella terapia molecolare del giornale.

La scoperta delle proteine che serviscono un ruolo centrale nella rigenerazione del neurone è chiave allo sviluppo delle terapie farmacologiche che hanno il potenziale di aiutare i pazienti a riacquistare la funzione in loro arti dopo la lesione del midollo spinale, che danneggia o divide i collegamenti fra gli assoni nel cervello ed i neuroni nel midollo spinale. Li ed i colleghi sono il primo per descrivere LKB1 come una di queste proteine.

Il gruppo di Li ha identificato LKB1 come obiettivo potenziale con le loro indagini sulle vie molecolari colpite dai proteoglicani del solfato della condroitina (CSPGs). CSPGs è abbondante intorno alle lesioni del midollo spinale, in cui forme extracellulari CSPG-arricchite di una matrice ed infine blocca la ricrescita degli assoni che sono stati schiacciati o diviso stati dalla lesione. Mentre LKB1 è un regolatore sospettato dello sviluppo della fase iniziale, la sua influenza sui neuroni adulti nel sistema nervoso centrale è stata poco chiara.

Li ed i colleghi hanno trovato che in topi, l'espressione della proteina LKB1 nella corteccia cerebrale inizia fuori relativamente massimo e diminuisce con l'età, raggiungente i suoi più bassi livelli in animali adulti. Quando hanno aggiunto LKB1 nei vettori AAV2 e AAV9 del virus adeno-associato (AAV) ai neuroni adulti del topo nella coltura cellulare, hanno scoperto che la proteina ha stimolato la crescita del neurone.

I ricercatori poi hanno verificato gli effetti di LKB1 in animali vivi con i midolli spinali feriti. Iniezione locale nella rigenerazione significativa dell'assone indotta corteccia sensorimotoria nell'area della lesione. La rigenerazione vigorosa dell'assone è stata osservata dopo l'iniezione sistemica di AAV9-LKB1 dopo la lesione del midollo spinale.

Parecchie settimane dopo il trattamento, i topi sono stati valutati per i cambiamenti nella funzione locomotrice. Confrontato ai comandi, sia AAV2- che gli animali di AAV9-treated hanno esibito i guadagni funzionali significativi, con i miglioramenti nella coordinazione, nel movimento delle zampe posteriori e nell'afferrare posteriore della zampa. «Questo risultato indica che LKB1 influenza la crescita di un neurone nei modi dal punto di vista funzionale significativi in animali danneggiati,» Li ha spiegato.

Li progetta di verificare gli effetti funzionali di LKB1 in altri sistemi-modello, in grado di condurre allo sviluppo di un modello di traduzione per la ricerca clinica finale. «Abbiamo aperto un percorso agli studi di traduzione, poiché AAVs può applicarsi ai trattamenti per i pazienti umani,» lui abbiamo detto.

L'ultimo lavoro inoltre costruisce sulla ricerca precedente effettuata nel laboratorio di Li su trattamento sistemico con i peptidi capaci della rigenerazione dei neuroni. Nel 2011, per esempio, il suo gruppo ha trovato che i peptidi contro la fosfatasi in relazione con l'antigene comune del leucocita del ricevitore di CSPG facilita la crescita dell'assone ed il recupero del movimento dell'arto in topi con i midolli spinali nocivi. «Vogliamo studiare la combinazione di LKB1 con alcuni di questi altri peptidi, insieme da queste molecole potremmo essere altamente efficaci in neuroni di guarigione colpiti dalla lesione del midollo spinale,» ha aggiunto.