Il nostro cervello cambia quando moriamo?

Come viene percepita la morte dal cervello? Tutto ciò che accade una volta che il cervello è privato dell’ossigeno è come un effetto valanga mentre le nostre cellule trascrivono e traducono il nostro DNA, lottando per mantenere tutto funzionante in quegli ultimi istanti.

Ora, un team di ricercatori della Icahn School of Medicine del Mount Sinai a New York (Stati Uniti) ha scoperto importanti differenze tra i tessuti cerebrali post-mortem e quelli viventi della corteccia prefrontale in relazione a una delle più abbondanti modificazioni dell’RNA nel cervello, nota come editing da adenosina a inosina (da A a I); cioè, il cervello dei vivi e quello dei morti non leggono i geni allo stesso modo.

Modifica dell’RNA

Si tratta di una scoperta molto interessante sugli intricati metodi di regolamentazione dell’editing dell’RNA, un meccanismo fondamentale alla base dello sviluppo e delle malattie del cervello, che sarà cruciale nello sviluppo della diagnostica e dei trattamenti per le malattie del cervello.

“Fino ad ora, la ricerca sull’editing A-to-I e sulla sua importanza biologica nel cervello dei mammiferi si era limitata all’analisi dei tessuti post-mortem”, spiega Michael Breen, coautore del lavoro pubblicato sulla rivista Nature Communications. “Utilizzando campioni freschi provenienti da individui viventi, siamo stati in grado di scoprire differenze significative nell’attività di modifica dell’RNA che studi precedenti, basati esclusivamente su campioni post-mortem, potrebbero aver mancato.”

Campioni vivi

Il tessuto cerebrale fresco proveniente da donatori umani viventi consente un esame più accurato eliminando i fattori di confusione dall’analisi dei tessuti post-mortem, poiché l’acido desossiribonucleico (DNA) è stabile per lunghi periodi post-mortem, ma l’acido ribonucleico (RNA) non è così stabile; è più vulnerabile e distinguere tra tessuti viventi e tessuti post-mortem del sistema nervoso centrale (SNC) è essenziale per comprendere le malattie cerebrali e l’invecchiamento. Da qui nasce il “leitmotiv” di questa ricerca.

“L’utilizzo di tessuto cerebrale fresco proveniente da donatori umani viventi ci ha offerto l’opportunità di indagare sul cervello senza i dubbi inerenti all’analisi del tessuto post-mortem”, ha affermato Alexander W Charney, professore associato di psichiatria e coautore dello studio.

“Siamo rimasti particolarmente sorpresi nello scoprire che i livelli di editing dell’RNA erano significativamente più alti nel tessuto cerebrale post-mortem rispetto al tessuto vivente, il che è probabilmente dovuto a cambiamenti post-mortem come l’infiammazione e l’ipossia che non si verificano nel cervello vivente. Inoltre, abbiamo scoperto che l’editing dell’RNA era significativamente più elevato nel tessuto cerebrale post-mortem rispetto a quello vivente”, affermano gli scienziati.

Risultati

L’analisi del team ha identificato più di 72.000 posizioni sui filamenti di RNA in cui l’editing da A a I (da adenosina a inosina) si è verificato più frequentemente nei campioni di persone recentemente decedute, rispetto a quelli raccolti da un paziente vivente. Questo tipo di modifica è fondamentale perché può alterare la funzione genetica senza modificare la sequenza del DNA.

Tuttavia, sono state trovate centinaia di aree in cui si è verificato il contrario: il processo di editing è stato più prolifico nei campioni di cervello vivo. Ciò suggerisce che l’attività neurale adattiva potrebbe essere collegata alla plasticità cerebrale, un fattore essenziale per l’apprendimento e la memoria. Sebbene alcuni di questi siti abbiano già un ruolo noto nella plasticità cerebrale, molti altri necessitano di ulteriori studi per comprendere i meccanismi sottostanti. Questo tipo di ricerca è essenziale per lo sviluppo di nuove terapie per le malattie neurologiche, poiché l’editing dell’RNA può influenzare in modo significativo la funzione delle proteine e, quindi, la salute del cervello.

“È fondamentale notare che i nostri risultati non negano, ma piuttosto forniscono, il contesto mancante per l’uso dei tessuti cerebrali post-mortem nella ricerca sulla regolazione da A a I”, ha affermato Alexander Charney, medico-scienziato del Monte Sinai e anche coautore dello studio. “Comprendere queste differenze aiuta a migliorare la nostra conoscenza della funzione cerebrale e delle malattie attraverso la lente delle modifiche dell’editing dell’RNA, che possono potenzialmente portare a migliori approcci diagnostici e terapeutici”.

Gli scienziati ora analizzeranno ulteriormente i dati di editing dell’RNA per comprenderne meglio le implicazioni e identificare potenziali bersagli terapeutici per le malattie neurodegenerative del sistema nervoso centrale come il Parkinson, la sclerosi laterale amiotrofica, la malattia di Huntington o l’Alzheimer.

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Fonte: Divergent landscapes of A-to-I editing in postmortem and living human brain [Nature Communications]