Uno studio condotto da scienziati della salute dell’Università dello Utah ha rivelato l’importante ruolo della microglia, un piccolo tipo di cellula nel cervello, nel controllo dei comportamenti legati all’ansia. Lo studio ha scoperto che alcune popolazioni di microglia possono scatenare ansia e comportamenti ossessivo-compulsivi (OCSD), mentre altre li inibiscono. Questa ricerca rivoluzionaria confuta la precedente convinzione che i neuroni, il tipo di cellula cerebrale dominante, siano gli unici controllori del comportamento.
Gli scienziati della salute dell’Università dello Utah hanno scoperto un ruolo chiave per la microglia, un sottotipo di cellula cerebrale, nel controllo dei comportamenti di ansia e disturbo ossessivo-compulsivo (OCSD). Stimolando specifiche popolazioni di microglia, i ricercatori possono attivare o inibire questi comportamenti nei topi. Questa nuova intuizione sfida la convinzione che i neuroni siano gli unici controllori del comportamento e offre una strada promettente per le terapie per trattare l’ansia.
La pandemia e le sue conseguenze hanno portato l’ansia a nuovi livelli. Ma le radici delle condizioni legate all’ansia, incluso il disturbo ossessivo-compulsivo (OCSD), rimangono poco chiare. In un nuovo studio, gli scienziati della salute dell’Università dello Utah hanno scoperto intuizioni sull’importanza di un tipo di cellula secondaria nel cervello – la microglia – nel controllare i comportamenti legati all’ansia nei topi di laboratorio. Tradizionalmente, si pensava che i neuroni, il tipo di cellula cerebrale dominante, controllassero il comportamento.
I ricercatori hanno dimostrato che, come i pulsanti di un controller di gioco, alcuni gruppi di microglia attivano ansia e comportamenti OCSD mentre altri li inibiscono. Inoltre, le microglia comunicano con i neuroni per invocare comportamenti. I risultati pubblicati sulla rivista Psichiatria MolecolareAlla fine potrebbe portare a nuovi approcci alle terapie mirate.
Gli scienziati della salute dell’Università dello Utah hanno scoperto intuizioni sull’importanza di un tipo di cellula secondaria nel cervello – la microglia – nel controllo dei comportamenti legati all’ansia. I risultati potrebbero portare a nuovi approcci per terapie mirate. Credito: Charlie Ellert, University of Utah Health
“Un po’ di ansia è una buona cosa”, afferma il premio Nobel Mario Capecci, Ph.D., illustre professore di genetica umana presso la Spencer Fox Eccles School of Medicine dell’Università dello Utah e autore senior dello studio. “L’ansia ci stimola, ci motiva, ci dà quella spinta in più che dice: ‘posso’. Ma una forte dose di ansia ci travolge. Rimaniamo mentalmente paralizzati, il cuore batte più forte, sudiamo e la confusione si deposita nelle nostre menti. “
“Questo lavoro è unico e ha sfidato l’attuale dogma sul ruolo della funzione della microglia nel cervello”.
I meccanismi recentemente identificati potrebbero essere importanti per mantenere i comportamenti all’interno della gamma sana in condizioni normali. In condizioni patologiche, dice Capecchi, i meccanismi possono guidare comportamenti che diventano debilitanti.
“Questo lavoro è unico e ha sfidato l’attuale dogma sul ruolo della funzione della microglia nel cervello”, afferma Naveen Nagajaran, PhD, genetista e neuroscienziato presso U of U Health e autore principale dello studio.
Trattamento della microglia
I topi con comportamenti simili a OCSD non possono resistere alla toelettatura da soli. Leccano i loro corpi così tanto che la loro pelliccia si stacca e si procurano vesciche. In precedenza, il team di Capecchi aveva scoperto che una mutazione in un gene chiamato Hoxb8 faceva sì che i topi mostrassero segni di ansia cronica e si condizionassero eccessivamente. Inaspettatamente, hanno determinato che la fonte di questi comportamenti era un tipo di cellula immunitaria chiamata microglia. Rappresentando solo il 10% delle cellule del cervello, si pensa che le microglia siano i “raccoglitori di spazzatura” del cervello che hanno spazzato via i neuroni morenti – le cellule cerebrali più comuni – e le proteine di forma anomala. Le loro scoperte sono state anche tra le prime a rivelare che la microglia Hoxb8 era importante per controllare il comportamento comunicando con specifici circuiti neurali.
Illustre Professore Mario Capecchi, Ph.D. e Naveen Nagagaran, Ph.D., Università dello Utah. Credito: Charlie Ellert, University of Utah Health
Ma il modo in cui le microglia svolgono questi compiti è rimasto un mistero. Per saperne di più, Nagajaran si è rivolto all’optogenetica, una tecnica che combina la luce laser con l’ingegneria genetica. Come giocare a un videogioco, usa un laser per stimolare specifici gruppi di microglia nel cervello.
Con sorpresa dei ricercatori, possono innescare comportamenti legati all’ansia premendo un interruttore. Quando hanno usato un laser per stimolare una sottopopolazione, la microglia Hoxb8, i topi sono diventati più irrequieti. Quando il laser ha eccitato la microglia Hoxb8 in altre parti del cervello, i topi si sono preparati. Mirare alla microglia Hoxb8 altrove ha avuto molteplici effetti: i topi hanno aumentato l’ansia, si sono rinforzati e poi si sono bloccati, un indicatore di paura. Ogni volta che gli scienziati spengono i laser, i comportamenti si interrompono.
“È stata una grande sorpresa per noi”, dice Nagarajan. “Tradizionalmente si credeva che solo i neuroni potessero generare comportamenti. Le scoperte attuali evidenziano un secondo modo in cui il cervello genera comportamenti utilizzando la microglia”. In effetti, la stimolazione della microglia con il laser ha fatto sì che i neuroni accanto a loro si attivassero più vigorosamente, suggerendo che i due tipi di cellule comunicano tra loro per innescare comportamenti distinti.
Illustre Professore Mario Capecci, Ph.D. e Naveen Nagagaran, Ph.D., Università dello Utah. Credito: Charlie Ellert, University of Utah Health
Ulteriori esperimenti hanno rivelato un altro livello di controllo da parte di un gruppo di microglia che non esprimono Hoxb8. La stimolazione simultanea di microglia “non-Hoxb8” e Hoxb8 ha impedito l’insorgenza di ansia e comportamenti simili all’OCSD. Questi risultati indicano che le due popolazioni di microglia agiscono come freni e acceleratori. Si bilanciano a vicenda in condizioni normali e creano patologie quando i segnali sono sbilanciati.
La ricerca mostra che la posizione e il tipo di microglia sono due caratteristiche che sembrano essere importanti per la regolazione dell’ansia e dei comportamenti dell’OCSD. Da lì, la microglia comunica con specifici neuroni e circuiti neuronali che alla fine controllano il comportamento, dice Capecci. “Vogliamo saperne di più sulle connessioni bidirezionali tra neuroni e microglia”, afferma. “Vogliamo sapere cosa ne è responsabile”. L’identificazione di queste interazioni nei topi potrebbe portare a bersagli terapeutici per il controllo dell’ansia eccessiva nei pazienti.
Riferimento: “La stimolazione optogenetica del topo Hoxb8 in specifiche regioni del cervello provoca ansia, toelettatura o entrambi” di Naveen Nagarajan e Mario R Capechi, 10 aprile 2023, disponibile qui. Psichiatria Molecolare.
DOI: 10.1038/s41380-023-02019-w
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