I neuroscienziati affrontano un grave ostacolo nello sviluppo di farmaci per il trattamento dei disturbi cerebrali: se i farmaci funzionano davvero bene sui topi, spesso non riescono a trattare gli umani. Ora, un nuovo studio suggerisce una potenziale ragione per cui: le cellule cerebrali nei topi attivano geni molto diversi da quelli nelle cellule cerebrali umane.
Topi e umani hanno un cervello evolutivamente conservato, nel senso che hanno architetture cerebrali molto simili composte da tipi simili di cellule cerebrali. In teoria, questo rende i topi soggetti ideali per i neuroscienziati, che in genere non hanno la capacità di scrutare nel cervello umano vivente.
Tuttavia, per ragioni misteriose, i trattamenti che hanno funzionato magnificamente nel cervello del topo spesso non vanno in panico quando testati sull'uomo.
Per capire perché ciò possa essere, un gruppo di scienziati dell'Allen Institute for Brain Science di Seattle ha analizzato i cervelli donati da persone decedute e il tessuto cerebrale donato da pazienti con epilessia dopo un intervento chirurgico al cervello. Hanno esaminato specificamente una parte del cervello chiamata giro temporale mediale, che è coinvolto nell'elaborazione del linguaggio e nel ragionamento deduttivo.
I ricercatori hanno selezionato circa 16.000 cellule di questa regione del cervello e identificato 75 diversi tipi di cellule. Quando hanno confrontato le cellule umane con un set di dati di cellule di topo, hanno scoperto che i topi avevano controparti simili a quasi tutte quelle cellule cerebrali umane.
Ma quando hanno esaminato quali geni erano accesi o spenti all'interno di quelle cellule, hanno trovato differenze nette tra il topo e le cellule umane.
Ad esempio, la serotonina è un neurotrasmettitore - o sostanza chimica del cervello - che regola l'appetito, l'umore, la memoria e il sonno. Lo fa legandosi alle cellule cerebrali attraverso un recettore sulla superficie cellulare, che si comporta come un guanto che è fatto per catturare una palla da baseball.
Ma i recettori della serotonina di un topo non si trovano sulle stesse cellule che si trovano nell'uomo, i ricercatori hanno scoperto. Quindi un farmaco che aumenta i livelli di serotonina nel cervello, come quelli usati per curare la depressione, potrebbe erogarlo a cellule molto diverse nei topi rispetto agli umani.
Hanno anche trovato differenze nell'espressione di geni che aiutano a costruire connessioni tra i neuroni. In sostanza, la roadmap cellulare nel nostro cervello potrebbe apparire molto diversa da come appare in un topo.
"La linea di fondo è che ci sono grandi somiglianze e differenze tra il nostro cervello e quello del topo", ha detto in una nota l'autore co-senior Christof Koch, capo scienziato e presidente dell'Allen Institute for Brain Science. "Uno di questi ci dice che esiste una grande continuità evolutiva e l'altro ci dice che siamo unici".
"Se vuoi curare le malattie del cervello umano, devi capire l'unicità del cervello umano", ha aggiunto. I risultati sono stati pubblicati ieri (21 agosto) sulla rivista Nature.
