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La precisione e la tempestività dello scambio di informazioni tra il nostro cervello e gli organi sono fondamentali per la vita. Questi scambi guidano una serie di funzioni corporee, tra cui il mantenimento dell’equilibrio tra il dispendio energetico (ad esempio l’attività fisica) e l’apporto di energia sotto forma di assunzione di alimenti. Quando questo particolare legame comunicativo viene interrotto, possono insorgere malattie metaboliche quali il diabete di tipo due e l’obesità.
«Una disfunzione nella comunicazione tra il cervello e il resto del corpo costituisce inoltre un segno di disturbi quali il morbo di Alzheimer», spiega uno dei tre principali ricercatori del progetto WATCH, Vincent Prevot dell’istituto Inserm, con sede in Francia. «Questi disturbi si sviluppano spesso con l’avanzare dell’età.»
La comprensione esatta del modo in cui in cui il cervello regola le funzioni corporee rappresenta pertanto una fase di importanza fondamentale nella lotta ai disturbi metabolici e alle malattie neurodegenerative. L’incidenza di queste patologie è in crescita in molte zone del mondo a causa di cambiamenti nello stile di vita (per esempio l’aumento del consumo degli alimenti tipici dei fast food) e dell’invecchiamento delle popolazioni.
Comprendere il comportamento neurale
Il progetto WATCH della durata di sette anni, finanziato dall’UE e sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca, affronta questa sfida concentrando l’attenzione sul comportamento di determinate funzioni neurali.
«Sappiamo che l’equilibrio energetico nel corpo viene mantenuto dalle cellule cerebrali (i neuroni e le cellule gliali) che si trovano nell’ipotalamo, una piccola regione altamente specializzata del cervello», afferma Markus Schwaninger, ricercatore principale congiunto attivo presso l’Università tedesca di Lubecca. «Queste cellule rilevano il glucosio o gli ormoni prodotti dagli organi che segnalano la fame o la sazietà e si adattano di conseguenza alla risposta adottata dal cervello.»
Questi segnali e ormoni sono in grado di attraversare la barriera emato-encefalica, una parete di vasi sanguigni ben sigillata che protegge il cervello da intrusioni indesiderate.
«È qui che entrano in gioco i taniciti», aggiunge Prevot. «Si tratta di specifiche cellule gliali diffuse nell’ipotalamo che “trasportano” i segnali nel cervello, superando le normali barriere.» Ciò consente ai segnali di raggiungere i neuroni responsabili della regolazione dell’assorbimento di alimenti, nonché di altre funzioni corporee di cruciale importanza.
Nell’arco di un paio di anni, il progetto WATCH ha realizzato una serie di scoperte rivoluzionarie. Per esempio, il team ha dimostrato come i taniciti «trasportano» la leptina, un ormone prodotto dalle cellule adipose, nell’ipotalamo. La squadra ha rilevato che l’interruzione del «trasporto» di questo ormone può portare all’insorgenza non solo dell’obesità, ma anche del diabete, a causa di un’interferenza con la funzione del pancreas.
Inoltre, i taniciti traducono il glucosio proveniente dal sangue in un’altra molecola, che può essere «compresa» dai neuroni responsabili del controllo dell’appetito. Il team ha per di più scoperto che la perdita di peso correlata a certe malattie viene mediata dai taniciti attraverso una molecola coinvolta nell’infiammazione, nota come NFκB.
«Sin dall’inizio della pandemia di COVID-19, abbiamo dirottato alcune delle nostre risorse verso lo studio dell’impatto esercitato dal virus SARS-CoV-2», osserva Ruben Nogueiras, ricercatore principale congiunto attivo presso l’Università spagnola di Santiago di Compostela.
«Abbiamo dimostrato, ad esempio, che è in grado di infrangere le pareti dei vasi sanguigni nel cervello. Inoltre, il fegato delle persone affette da obesità esprime molecole a cui il virus si lega, il che spiega il motivo per il quale tali soggetti sono particolarmente vulnerabili a sviluppi gravi della malattia.»
Affrontare le malattie neurologiche
Sebbene il progetto sia ancora agli inizi, dato che la sua conclusione è prevista per il 2026, le scoperte sinora effettuate sono molto promettenti. «Alcune delle nostre scoperte sono in fase di brevetto e ci auguriamo che possano essere sfruttate nel futuro, indipendentemente dall’obiettivo: migliorare la vita delle persone affette da malattie metaboliche o da COVID-19», dichiarano i ricercatori principali.
«Di fatto, si potrebbe affermare che stiamo quasi riscrivendo la storia. Sebbene molte delle nostre scoperte siano nuove, stiamo anche mettendo in discussione i dogmi presenti in questo campo, presupposti ritenuti veri per anni, o a volte persino decenni, esclusivamente perché non si riusciva a dimostrare qualcosa di diverso.»
Uno dei motivi principali alla base di ciò è stata la dedizione manifestata dal team del progetto, al cui interno sono presenti dottorandi e ricercatori postdottorato. «Ad eccezione del periodo di isolamento, i nostri giovani scienziati si sono costantemente dislocati in altri laboratori al fine di apprendere nuove tecniche, risolvere problemi inediti o discutere di aspetti del proprio lavoro con esperti di campi diversi», afferma Sowmyalakshmi Rasika, che svolge il ruolo di coordinatrice scientifica tra i tre laboratori.
«La nostra speranza è che questo lavoro conduca allo sviluppo di trattamenti basati sulle evidenze, oppure a cambiamenti di comportamento in grado di limitare l’impatto esercitato dalle malattie neurologiche o legate al cervello sulle nostre popolazioni vulnerabili e in fase di rapido invecchiamento», concludono i ricercatori.