I mitocondri, antichi batteri evoluti che ora risiedono nelle nostre cellule, sono da tempo noti come le “centrali energetiche” del corpo. Essi convertono i nutrienti del cibo in energia e, in un affascinante retaggio evolutivo, hanno mantenuto un proprio DNA. Tuttavia, una ricerca condotta nel laboratorio del dottor Yongchao Ma presso l’Ann & Robert H. Lurie Children’s Hospital di Chicago sta svelando una verità più complessa e inaspettata: questi stessi organelli cellulari potrebbero giocare un ruolo cruciale nello sviluppo di disturbi neurologici come l’atrofia muscolare spinale (SMA) e l’autismo.
La dualità dei mitocondri: Da centrali energetiche a fattori neurologici
Negli ultimi anni, la comunità scientifica ha ampliato la comprensione dei mitocondri, riconoscendoli come regolatori di numerose funzioni cellulari, ben oltre la semplice produzione di energia. Essi influenzano l’espressione genica e le modalità di comunicazione tra le cellule. La ricerca del dottor Ma si concentra proprio su come la disregolazione mitocondriale possa innescare la degenerazione dei motoneuroni nella SMA o causare le connessioni neuronali improprie tipiche dell’autismo.
Il dottor Yongchao Ma, neurobiologo presso lo Stanley Manne Children’s Research Institute, ha focalizzato la sua ricerca sui meccanismi attraverso cui i mitocondri influenzano lo sviluppo delle malattie neurologiche. La sua dichiarazione sottolinea un approccio innovativo che va oltre la tradizionale concezione dei mitocondri come semplici “centrali energetiche” cellulari. L’obiettivo è esplorare il loro ruolo nella patogenesi di disturbi complessi, come l’atrofia muscolare spinale (SMA) e l’autismo, con l’intento di scoprire nuovi bersagli terapeutici.
Questo campo di indagine è di fondamentale importanza perché le opzioni terapeutiche attuali per molte malattie neurologiche sono spesso limitate o offrono solo un sollievo parziale. La ricerca del dottor Ma si concentra sulla disregolazione mitocondriale, ovvero su come un malfunzionamento di questi organelli possa scatenare una cascata di eventi dannosi a livello cellulare.
Ad esempio, nella SMA, la disregolazione mitocondriale potrebbe contribuire alla degenerazione dei motoneuroni, le cellule nervose responsabili del movimento. Nell’autismo, invece, potrebbe essere collegata a connessioni neuronali improprie, compromettendo la comunicazione tra i neuroni. Comprendere questi meccanismi offre la possibilità di sviluppare farmaci o terapie mirate che agiscano direttamente sui mitocondri per correggerne il malfunzionamento, aprendo la strada a trattamenti più efficaci.
Nuove speranze per la SMA e l’autismo
Il dottor Ma e il suo team hanno fatto una scoperta sorprendente: una proteina chiamata fascina, già nota per il suo ruolo nello sviluppo del cancro, è in realtà un regolatore chiave dei mitocondri. Hanno osservato che, quando l’attività della fascina si altera, si verifica una divisione anomala dei mitocondri, che porta alla fuoriuscita del loro DNA. Questo evento innesca una risposta infiammatoria che contribuisce alla degenerazione dei motoneuroni, un processo patologico tipico di malattie come l’atrofia muscolare spinale (SMA).
La SMA è una malattia genetica devastante che compromette il controllo dei movimenti volontari, con sintomi che possono manifestarsi fin dai 3 mesi di età, portando ad atrofia muscolare e, in molti casi, alla morte precoce. Sebbene terapie come la terapia genica e gli oligonucleotidi antisenso abbiano rivoluzionato il trattamento, il dottor Ma sottolinea che queste soluzioni funzionano solo per una parte dei pazienti e possono avere effetti collaterali tossici. “Ci auguriamo che la nostra ricerca porti a una terapia alternativa che sia sicura ed efficace per tutti i bambini affetti da SMA e che possa essere utilizzata in combinazione con altri trattamenti”, ha affermato il dottor Ma.
La ricerca del suo team ha inoltre rivelato che i mitocondri giocano un ruolo cruciale anche nello sviluppo dell’autismo, sebbene con un meccanismo differente rispetto alla SMA. Nello specifico, i metaboliti mitocondriali, ovvero le sostanze prodotte durante la generazione di energia, regolano l’espressione genica e la proliferazione delle cellule staminali nel cervello, influenzando in modo significativo lo sviluppo neurologico.
Disfunzione mitocondriale e sviluppo cerebrale
Errori nel processo di proliferazione delle cellule staminali e nell’espressione genica, regolati dai metaboliti dei mitocondri, possono avere conseguenze significative sullo sviluppo cerebrale. Tale disregolazione può portare a un numero insufficiente di neuroni o alterare la tempistica del loro sviluppo, creando così connessioni cerebrali atipiche. Questa anomala connettività influisce sul modo in cui le diverse aree del cervello comunicano ed elaborano le informazioni, un meccanismo che potrebbe essere alla base dei sintomi dell’autismo, come difficoltà sociali e comunicative, differenze cognitive e sensibilità sensoriali.
La ricerca del dottor Ma, pur concentrandosi su patologie pediatriche come l’Atrofia Muscolare Spinale (SMA) e l’autismo, rivela un potenziale molto più vasto. Il suo lavoro sulle funzioni mitocondriali apre la strada a una comprensione più profonda dei meccanismi comuni che potrebbero essere alla base di un’ampia gamma di disturbi neurologici, indipendentemente dall’età di insorgenza. Ciò suggerisce che la disfunzione mitocondriale non sia un fattore limitato all’infanzia, ma un elemento centrale anche nelle malattie neurodegenerative dell’età adulta.
La prospettiva offerta dalla ricerca del dottor Ma è affascinante e promettente, in particolare per il trattamento di malattie complesse come l’Alzheimer e il Parkinson. Tradizionalmente, la ricerca su questi disturbi si è concentrata su ipotesi specifiche, come l’accumulo di placche amiloidi o la perdita di neuroni dopaminergici. Tuttavia, il lavoro sui mitocondri introduce una nuova prospettiva, suggerendo che il malfunzionamento di questi organelli potrebbe essere un denominatore comune o un fattore aggravante in un vasto spettro di patologie neurologiche.
Comprendere il ruolo dei mitocondri nella salute neuronale apre una prospettiva rivoluzionaria: quella di sviluppare trattamenti che agiscano su meccanismi cellulari universali. Invece di concentrarsi su singole patologie, come l’Alzheimer o il Parkinson, che presentano sintomi e manifestazioni diverse, la ricerca si sta orientando verso un denominatore comune che potrebbe essere alla base di un’ampia gamma di disturbi neurologici. Questo approccio si basa sull’idea che una disfunzione mitocondriale, ovvero il malfunzionamento di questi organelli cellulari, possa scatenare una cascata di eventi dannosi, compromettendo la vitalità e la funzione dei neuroni.
Questa nuova prospettiva offre speranza per pazienti di ogni età. Se un trattamento riuscisse a correggere il malfunzionamento mitocondriale, potrebbe avere un impatto positivo non solo sulle malattie neurodegenerative degli adulti, ma anche su disturbi che iniziano nell’infanzia, come l’autismo o l’atrofia muscolare spinale (SMA). Si potrebbe agire su un’unica causa sottostante, indipendentemente dalla specifica manifestazione della malattia. Questo approccio potrebbe portare a terapie più efficaci e meno invasive, utilizzabili anche in combinazione con i trattamenti esistenti, offrendo una strada per migliorare la qualità della vita di un vasto numero di pazienti.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista scientifica Human Molecular Genetics.
