Ciò che rende diverso il nostro cervello da quello di altri mammiferi, non è il numero o la struttura delle cellule nervose ma di altre cellule, gli astrociti. A lungo considerate mero collante negli spazi tra neuroni, le più numerose cellule nel cervello sono anch’esse sensibili ai campi eletrici. Come i neuroni, gli astrociti comunicano tra loro. E un loro malfunzionamento è implicato in patologie come Alzheimer, Parkinson, ictus ed epilessia.
La scoperta è di un team di ricercatori del Consiglio nazionale delle ricerche ed è annunciata su Advanced Healthcare Materials.
“Adesso sappiamo che gli astrociti comunicano tra loro tramite segnali ed onde di calcio, e che questa forma di eccitazione è fondamentale per il corretto funzionamento dell’attività neuronale, per esempio, nella memoria e nell’apprendimento”, dice Valentina Benfenati, ricercatrice dell’Istituto per la sintesi organica e la fotoreattività (Cnr-Isof) che ha coordinato la ricerca svolta in collaborazione con Michele Muccini e Stefano Toffanin dell’Istituto per lo studio dei materiali nanostrutturati (Cnr-Ismn). Lo studio ha dimostrato che anche gli astrociti, e non solo i neuroni, rispondono al campo elettrico applicato dal dispositivo organico, e che è possibile stimolare e modulare l’attività degli astrociti applicando un campo elettrico estremamente piccolo.
Gli astrociti costituiscono la maggioranza delle cellule cerebrali umane e, considerate le numerose malattie del cervello in cui queste cellule sono coinvolte, la scoperta apre uno scenario che può cambiare il nostro modo di comprendere e stimolare, manipolare la funzionalità del cervello, spiega la ricercatrice. “La disfunzione dei segnali tra astrociti è implicata in patologie come Alzheimer, Parkinson, Ictus ed Epilessia”, va avanti Benfenati.
“Il problema nello studio degli astrociti”, spiega la ricercatrice, “è di tipo tecnologico, infatti nella ‘neuro’ ingegneria gli strumenti attualmente disponibili sono progettati e mirati esclusivamente per lo studio dei neuroni”. Ma ormai la classica visione neurone-centrica delle funzioni e disfunzioni cerebrali è definitivamente sorpassata: “Il nostro lavoro pone le basi per una visione radicalmente nuova, ovvero che sia possibile generare tecnologie che mirino alla modificazione o al ripristino di attività cerebrali non avendo come target i neuroni bensì le cellule non neuronali”, va avanti Benfenati. “Si apre la strada all’utilizzo di tecnologie organiche, cioè basate su molecole, biocompatibili per la comprensione del funzionamento e la cura di malattie del cervello”, aggiunge Toffanin. “Abbiamo utilizzato un approccio che si sta rivelando vincente per affrontare tematiche così complesse come i meccanismi di funzionamento del cervello. Integrando in un singolo gruppo di lavoro competenze multidisciplinari che vanno dalla chimica, alla scienza dei materiali, alla fisica dei dispositivi, alla biologia e all’elettrofisiologia neurologica, siamo riusciti ad aprire uno scenario che può cambiare il modo di comprendere, stimolare e modulare la funzionalità del cervello. La strada per l’utilizzo della tecnologia organica per approcci terapeutici innovativi è tracciata”, conclude Muccini.
Il lavoro è stato supportato dal Progetto europeo ‘Olimpia’, coordinato da Muccini e Benfenati e dal Progetto di ricerca ‘Astromat’, supportato dall’Air Force Office of Scientific Research, coordinato da Benfenati.
Fonte: tratto da Galileo su Electrical Stimulation by an Organic, Transistor Architecture Induces Calcium Signaling in Nonexcitable, Brain Cells. Adv. Healthcare Mater. 2018, 1801139
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