I disturbi dell’udito e dell’equilibrio riguardano oltre il 5% della popolazione mondiale, e colpiscono una persona su tre entro gli 80 anni. E il dato tende ad aumentare, per l’invecchiamento generale della popolazione: secondo l’Oms nel 2050 questi disturbi interesseranno 900 milioni di persone.
I danni irreversibili alla funzione uditiva e vestibolare sono prodotti dalla degenerazione delle cellule ciliate meccanosensoriali e dei loro neuroni nell’orecchio interno, causata da mutazioni genetiche, dall’inquinamento acustico, da farmaci ototossici o, semplicemente, dall’invecchiamento. Non esistono al momento trattamenti in grado di sostituire o ricostruire queste cellule, e recuperare i disturbi dell’udito e dell’equilibrio.
Drosophila sotto il microscopio
Lo studio dei moscerini della frutta può aprire nuove prospettive alla rigenerazione delle cellule uditive sensoriali, fornendo una nuova piattaforma in vivo per accelerare la ricerca di composti che promuovano il loro recupero.
Questa è la conclusione a cui è arrivato un gruppo di ricercatori del Dipartimento di biologia delle cellule staminali e medicina rigenerativa dell’università della California del Sud, conducendo uno studio sulla Drosophila melanogaster, più nota come moscerino della frutta, pubblicato a inizio 2021 sulla rivista Development.
Questo insetto, sprovvisto di orecchie, è in grado di udire grazie alle sue due antenne. Qui infatti si trovano l’organo di Johnston (JO) e i suoi neuroni meccanosensoriali ciliati, che agiscono come controparti delle cellule ciliate dei mammiferi e dei loro neuroni innervanti, sostenendo le funzioni uditive e vestibolari e consentendo quindi al moscerino di distinguere tra stimoli gravitazionali, meccanici e acustici.
Lo studio
I neuroni JO nei moscerini sani sono in grado di trasformarsi e rigenerarsi, e i ricercatori hanno sviluppato un sistema di tracciamento dei nuovi neuroni JO. Somministrando alle drosophile un farmaco chemioterapico ototossico, il cisplatino, la capacità rigenerativa dei neuroni meccanosensoriali è aumentata per compensare la perdita di cellule uditive e sensoriali.
È stato testato anche l’effetto di una sostanza, il CA-1001, un calcio ionifero in grado di modulare la genesi dei neuroni nel sistema nervoso centrale della Drosophila: anche in questo caso i neuroni JO hanno aumentato la loro proliferazione.
Inoltre, è stato osservato che i nuovi neuroni JO hanno il potenziale per modificare funzionalmente i circuiti meccanosensoriali, perché sviluppano filamenti ciliati ed estendono lunghe fibre nervose (assoni) nei circuiti dell’udito e dell’equilibrio nel cervello.
I risultati
Secondo i ricercatori, grazie allo sviluppo del nuovo sistema di tracciamento dei neuroni JO, i moscerini della frutta sono uno strumento potente per studiare la biologia dell’udito e dell’equilibrio a livello cellulare, dei circuiti cerebrali e comportamentale. Inoltre sarà possibile proseguire le indagini sui meccanismi che guidano la formazione di sinapsi tra neuroni nuovi e neuroni preesistenti.
L’ulteriore vantaggio è che questo strumento consente di eseguire esperimenti in modo rapido ed economico, consentendo di accelerare la ricerca di trattamenti per promuovere la rigenerazione delle cellule uditive sensoriali.
Reference
Fernández-Hernández I, Marsh Evan B, Bonaguidi Michael A. Mechanosensory neuron regeneration in adult Drosophila. Development (2021) 148 (5): dev187534. https://doi.org/10.1242/dev.187534
