Immaginiamo il sistema nervoso centrale come un’articolata autostrada. Lungo le corsie viaggiano continuamente i segnali che, partendo dal sistema nervoso, si trasmettono a tutto il corpo. Quando un meccanismo non funziona più correttamente, questi segnali si trasformano in vere e proprie spie di allarme. Nelle malattie neurodegenerative, caratterizzate dalla morte irreversibile dei neuroni, riuscire a circoscrivere e interpretare questi segnali in una fase presintomatica della malattia rappresenta una sfida per la ricerca medica, un’opportunità per rivoluzionare la diagnosi e l’intervento terapeutico di malattie come Sla, Alzheimer e Parkinson.
Ad accogliere questa sfida è il progetto Neve - Neuronal Extracellular Vesicles Engagement del Dipartimento di Biologia cellulare, computazionale e integrata - Cibio di Trento, tra i vincitori del Bando Future of Work della Fondazione Valorizzazione Ricerca trentina. «A dare nome al progetto sono le vescicole extracellulari di origine neuronale, delle nano-particelle rilasciate dalle cellule che, come fiocchi di neve, sono l’una diversa dall’altra per contenuto e forma» spiega Luisa Donini, proponente del progetto e ricercatrice al Cibio. Queste nano particelle provenienti dal sistema nervoso creano una rete di trasporto di messaggi e segnali fondamentali per la ricerca. «La loro composizione richiama quella della cellula neuronale d’origine - aggiunge Donini - una volta immesse in circolo nel sangue rappresentano una fonte ideale di informazioni di ciò che avviene nel sistema nervoso». L’idea, quindi, è quella di utilizzare le vescicole extracellulari come strumento per indagare e analizzare la perdita di una specifica proteina, la TDP-43.
Ad oggi, individuare e capire i segnali d’allarme del sistema nervoso non è un’operazione facile, e soprattutto non esistono strumenti in grado di identificare l’inizio di una malattia neurodegenerativa. La difficoltà è data dall’impossibilità di osservare e analizzare i neuroni e dal loro irreversibile deterioramento.
L’obiettivo del progetto è proprio quello di riuscire a fornire all’ambito clinico gli strumenti per individuare la fase pre-sintomatica e i primi stadi delle malattie neurodegenerative. «In laboratorio studiamo principalmente la Sclerosi laterale amiotrofica, una patologia estremamente eterogenea, tuttavia accomunata dalla perdita a livello neuronale della proteina TDP-43, caratteristica presente anche in altre malattie neurodegenerative» spiega ancora Donini. Attualmente, il marcatore utilizzato maggiormente per decifrare i segnali del sistema nervoso è il neurofilamento, una piccola parte della struttura del neurone che tuttavia fornisce un numero limitato di informazioni. Le vescicole extracellulari, invece, sono come piccole navicelle spaziali che, staccandosi dalla cellula, fanno da sentinelle del suo stato di salute. Durante il suo dottorato, la ricercatrice ha individuato un marcatore specifico in grado di identificare l’origine neuronale di questi “fiocchi di neve” che si trovano nel sangue.
«La portata innovativa del progetto risiede nella possibilità di utilizzare questo marcatore specifico per identificare il segnale che indica che la proteina TDP-43 non funziona correttamente, nel momento in cui il neurone è sofferente ma ancora vivo» spiega Manuela Basso, responsabile del progetto e professoressa di Biologia applicata al Cibio. Nella provincia di Trento si stima che siano circa 14 mila le persone affette da malattie neurodegenerative. Riuscire a segnalare nella fase pre-sintomatica l’inizio di una neurodegenerazione del sistema nervoso significherebbe diagnosticare precocemente la malattia e soprattutto, in prospettiva futura, intervenire in maniera preventiva con terapie mirate, in grado quantomeno di rallentare il progredire dei sintomi.
La ricerca si sviluppa in laboratorio tramite la raccolta di cellule direttamente da pazienti. Queste vengono successivamente riprogrammate per creare modelli di neuroni in vitro pronti per essere analizzati. Fondamentale per il progetto Neve è la stretta collaborazione tra il team di ricerca e le realtà cliniche della Provincia di Trento, tra cui l’Azienda sanitaria universitaria integrata del Trentino (Asuit). Un ruolo centrale lo riveste la Biobanca del Cibio che raccoglie e fornisce alla ricerca i dati biologici dei pazienti del Centro clinico NeMo. Grazie al coordinamento tra il gruppo di ricerca UniTrento e Raffaella Tanel, neurologa dell’Asuit, vengono raccolti e biobancati diversi materiali biologici come plasma e il liquido cerebrospinale, quest’ultimo essenziale per la ricerca perché è il biofluido più vicino alle cellule del sistema nervoso.
Una volta acquisiti dati chiari e precisi, la nuova tecnologia ideata dal progetto Neve potrà essere brevettata dalla Fondazione Hub Innovazione Trentino (Hit). Il progetto è risultato vincitore del Bando Future of Work della Fondazione Valorizzazione Ricerca trentina, il cui contributo ha permesso di sviluppare ulteriormente gli strumenti di analisi delle vescicole extracellulari, un passo avanti verso lo sviluppo di sistemi brevettati e kit diagnostici.