Gli scienziati stanno mettendo insieme il modo in cui i geni coinvolti nello sviluppo neurale possono influenzare il peso corporeo. Conducendo uno studio di ricerca unico e collaborativo con scienziati in tutto il mondo, gli investigatori dell’Università di Cambridge e dell’ospedale pediatrico di Los Angeles (CHLA) hanno individuato una serie di molecole che collegano il centro del peso corporeo del cervello. In uno studio ora pubblicato sulla rivista Cell, Sadaf Farooqi, PhD, FMedSci, dell’Università di Cambridge e Sebastien Bouret, PhD del CHLA, hanno guidato i team di ricerca per scoprire i geni chiave che guidano il processo di sviluppo del cervello. Bouret, che è anche professore associato di pediatria presso la Keck School of Medicine di USC, ha spiegato: “Sappiamo che il cervello, in particolare un’area chiamata ipotalamo, ha un ruolo molto importante nella regolazione dell’assunzione di cibo e degli zuccheri nel sangue I ricercatori si sono concentrati sull’ipotalamo per anni nel tentativo di studiare l’epidemia di obesità, che colpisce circa 14 milioni di bambini e adolescenti negli Stati Uniti. Quello che non sappiamo ancora, è come vengono organizzati questi circuiti nell’ipotalamo Vogliamo sapere come si mette insieme il cervello e cosa governa esattamente quel processo”.
Comprendere questo è fondamentale perché i circuiti devono essere stabiliti correttamente affinché il cervello possa svolgere funzioni complesse come mantenere un peso adeguato. Perché alcune cellule cerebrali si connettono a una zona evitando specificamente altre cellule vicine? Il laboratorio di Bouret indaga su come ottenere questo cablaggio preciso. Comprendere come le cellule cerebrali dell’ipotalamo formano queste connessioni specifiche e complesse (e come questo processo possa essere influenzato negativamente), potrebbe fornire informazioni sullo sviluppo dell’obesità infantile. Bouret ha studiato un gruppo di proteine chiamate semaforine, che si trovano in abbondanza nell’ipotalamo in via di sviluppo. Le cellule cerebrali rilasciano semaforine per comunicare con altre cellule cerebrali. Questi messaggi fungono da una sorta di mappa stradale, che guida le cellule verso o lontano da altre. Ma cosa succede al cervello quando quella road-map non funziona più correttamente? La dottoressa Sophie Croizier, che ha guidato lo studio, ha bloccato la trasduzione del segnale di semaforina nelle cellule dell’ipotalamo. Ha scoperto così che le cellule cerebrali non crescevano più normalmente, dimostrando che la semaforina fornisce una mappa essenziale da seguire. Oltre alle connessioni non riuscite a stabilire, la perdita di azione di semaphorin in un modello preclinico ha anche causato un aumento del peso corporeo.
In altre parole, i ricercatori hanno capito che le semaforine stanno guidando e plasmando lo sviluppo di circuiti ipotalamici che alla fine regolano l’apporto calorico. Il professor Farooqi dell’Università di Cambridge stava anche analizzando le informazioni genetiche di individui con obesità. Il team di Farooqi ha testato circa 1.000 campioni di DNA e ha scoperto che individui con obesità ad insorgenza precoce presentavano mutazioni più rare nei geni coinvolti nella segnalazione delle semaforine. Negli studi genetici, ha trovato 40 rare varianti in SEMA3A-G e nei loro recettori (PLXNA1-4; NRP1-2) in 573 individui gravemente obesi; le varianti hanno interrotto la secrezione e / o segnalazione attraverso meccanismi molecolari multipli. Varianti rare in questo gruppo di geni sono state significativamente arricchite in 982 casi gravemente obesi rispetto a più di 4000 controlli. La scoperta che le persone con obesità hanno rare mutazioni nella segnalazione di semaphorin, mostra che queste proteine simili agli ormoni sono importanti per mantenere il peso corporeo sano. Questo lavoro fornisce nuove informazioni sullo sviluppo di circuiti ipotalamici che regolano l’appetito e il metabolismo, rivelando molti dettagli di ciò che accade nel cervello in via di sviluppo. Cioè, la segnalazione di semaphorin sembra modellare l’architettura fisica del cervello e influenzare i circuiti che governano il peso corporeo.
Se pensavamo che fosse tutta una questione di ormoni, siamo ancora ben lontani dalla soluzione del puzzle.
- A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
Pubblicazioni scientifiche
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