L'innovazione della Ricerca ha potuto contribuire a sviluppare gli strumenti per riparare le cellule nervose danneggiate

Un gruppo dei ricercatori ai IRCM piombo da Frédéric Charron, PhD, in collaborazione con i bioengineers alla McGill University, ha scoperto un nuovo genere di sinergia nello sviluppo del sistema nervoso, che spiega un meccanismo importante richiesto affinchè i circuiti neurali si formasse correttamente. La Loro innovazione, pubblicata oggi nella Biologia di PLoS del giornale scientifico, potrebbe finalmente contribuire a sviluppare gli strumenti per riparare le cellule nervose dopo le lesioni al sistema nervoso (quali il cervello ed il midollo spinale).

Ricercatori nei neuroni di ricerca di laboratorio di Dott. Charron, nelle cellule nervose che compongono il sistema nervoso centrale come pure nelle loro estensioni lunghe conosciute come gli assoni. Durante lo sviluppo, gli assoni devono seguire i percorsi specifici nel sistema nervoso per formare correttamente i circuiti neurali e permettere che i neuroni comunichino tra loro. I ricercatori di IRCM stanno studiando un trattamento chiamato orientamento dell'assone per capire meglio come gli assoni riescono a seguire i percorsi corretti.

“Per raggiungere il loro obiettivo, gli assoni crescenti contano sulle molecole conosciute come le indicazioni di orientamento, che le istruiscono su quale direzione da catturare respingendole o attirando verso la loro destinazione,„ spiega il Dott. Charron, Direttore della Biologia Molecolare dell'unità di ricerca Neurale dello Sviluppo ai IRCM.

Nel corso degli ultimi decenni, la comunità scientifica ha lottato per capire perché più di un'indicazione di orientamento sarebbe necessaria affinchè gli assoni raggiungesse l'obiettivo adeguato. In questo documento, gli scienziati di IRCM hanno scoperto come gli assoni usano le informazioni dalle indicazioni multiple di orientamento per prendere le loro decisioni pathfinding. Per agire in tal modo, hanno studiato il cambiamento relativo nella concentrazione di indicazioni di orientamento nell'ambiente del neurone, che si riferisce a come la ripidezza del gradiente.

“Abbiamo trovato che la ripidezza del gradiente è un fattore critico per orientamento dell'assone; più ripido il gradiente, meglio gli assoni rispondono alle indicazioni di orientamento,„ dice lo studente di Tyler F.W. Sloan, di PhD nel laboratorio di Dott. Charron e primo autore dello studio. “Inoltre, abbiamo indicato che il gradiente di un'indicazione di orientamento non può essere abbastanza ripido orientare gli assoni. In quelle istanze, abbiamo rivelato che una combinazione di indicazioni di orientamento può comportarsi nella sinergia tra loro per aiutare l'assone ad interpretare la direzione del gradiente.„

In collaborazione con il Programma in Neuroengineering alla McGill University, il gruppo del Dott. Charron ha sviluppato una tecnica innovatrice per ricreare i gradienti di concentrazione delle indicazioni di orientamento in vitro, cioè possono studiare gli assoni di sviluppo fuori del loro contesto biologico.

“Questo nuovo metodo ci fornisce parecchi vantaggi una volta confrontato alle tecniche precedenti e che permette che noi simuliamo le circostanze più realistiche incontrate in embrioni di sviluppo, eseguire gli esperimenti più a lungo termine per osservare il processo completo di orientamento dell'assone ed ottenere i dati quantitativi estremamente utili,„ aggiunge Sloan. “Combina la conoscenza dal campo del microfluidics, che usa i liquidi ad un disgaggio microscopico per miniaturizzare gli esperimenti biologici, con gli studi che cellulari, biologici e molecolari intraprendiamo in laboratori.„

“Questo è vero lavoro pluridisciplinare e un esempio eccellente di cui il Programma in Neuroengineering mira a compire nelle situazioni dove i neurobiologi come me stesso hanno una domanda che specifica vogliono indirizzare, ma gli strumenti correnti non si adattano per rispondere alla loro domanda,„ cita il Dott. Charron. “Così, grazie a questo programma unico, abbiamo collaborato con i bioengineers e gli esperti modellanti microfluidic e matematici di McGill per creare l'unità richiesta per il nostro studio.„

“Questa innovazione scientifica potrebbe portarci più vicino a riparare le cellule nervose danneggiate dopo le lesioni al sistema nervoso centrale,„ indica il Dott. Charron. “Una migliore comprensione dei meccanismi in questione nell'orientamento dell'assone offrirà le nuove possibilità per sviluppare le tecniche per trattare le lesioni derivando dalle ferite del midollo spinale e possibilmente anche dalle malattie neurodegenerative.„

Le Lesioni a migliaia di influenza del sistema nervoso centrale di Canadesi ogni anno e possono piombo alle inabilità per tutta la vita. Causato il più spesso da un incidente, da un colpo o da una malattia, queste lesioni sono corrente molto difficili da riparare. La Ricerca quindi è richiesta per lo sviluppo dei nuovi strumenti per riparare il danneggiamento del sistema nervoso centrale.

Sorgente: Cliniche de Montreal di Institut de recherches

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