Come fa il cervello a rimanere stabile e quando una dose di flessibilità potrebbe rivelarsi utile?

Dicembre 17, 2025

Come fa il cervello a rimanere stabile e quando una dose di flessibilità potrebbe rivelarsi utile?

I neuroscienziati del Salk Institute hanno scoperto che le cellule cerebrali chiamate astrociti stabilizzano i circuiti nel cervello dei topi adulti utilizzando la proteina CCN1, che potrebbe essere mirata a ripristinare la plasticità in caso di lesioni, disturbi o malattie

Dicembre 17, 2025

LA JOLLA—Le giovani menti sono facilmente plasmabili. Ogni nuova esperienza riprogramma i circuiti cerebrali di un bambino, aggiungendo e rimuovendo connessioni sinaptiche tra i neuroni. Questi schemi di cablaggio diventano più stabili con l'età, ma la biologia ha lasciato un certo margine di manovra per garantire che i cervelli adulti possano ancora adattarsi e perfezionare i loro circuiti secondo necessità. Questa flessibilità è chiamata neuroplasticitàe la nostra capacità di imparare, creare nuovi ricordi e riprenderci da un infortunio dipendono tutti da questo.

Come fa il cervello a sapere quanta flessibilità assumere nei diversi momenti della vita? Potremmo sfruttare questi meccanismi per aprire nuove fasi di plasticità in età adulta o usarli per trattare lesioni, malattie e disturbi cerebrali? Quali cellule, geni e molecole controllano la stabilità dei nostri circuiti neurali?

Gli scienziati del Salk Institute hanno ora scoperto una molecola fondamentale per la stabilizzazione dei circuiti cerebrali in età adulta, e la sua origine potrebbe sorprendere alcuni. La proteina, chiamata CCN1, è secreta da cellule a forma di stella chiamate astrociti. Queste cellule cerebrali non neuronali erano precedentemente considerate cellule di supporto passive, ma ricerche più recenti hanno dimostrato che svolgono un ruolo importante nel modellare i circuiti cerebrali e potrebbero rappresentare l'anello mancante per il trattamento di molte patologie neurologiche.

Il percorso CCN1 potrebbe ora rappresentare un obiettivo primario per nuove terapie progettate per supportare l'apprendimento e la plasticità in condizioni come il morbo di Alzheimer, la depressione o il disturbo da stress post-traumatico (PTSD) o per promuovere la riparazione neurale dopo lesioni o ictus.

"Questo studio stabilisce il ruolo cruciale degli astrociti nella stabilizzazione attiva della connettività dei circuiti neuronali", afferma l'autore senior Nicola Allen, PhD, professore, titolare della cattedra Roger Guillemin e co-direttore del Iniziativa di neuroimmunologia finanziata dalla Fondazione NOMIS al Salk. "I nostri risultati dimostrano come la stabilità dei circuiti sensoriali sia attivamente mantenuta nel cervello adulto. La scoperta di CCN1 come regolatore critico della neuroplasticità potrebbe ora orientare lo sviluppo di nuove terapie per lesioni cerebrali e ictus, già associate alla sovraregolazione di CCN1."

Lo studio è stato pubblicato Nature il 17 dicembre 2025 ed è stato finanziato sia da sovvenzioni federali per la ricerca dei National Institutes of Health sia da filantropia privata.

 

Cosa sappiamo sulla plasticità e sugli astrociti

Gli astrociti appartengono a una famiglia di cellule non neuronali chiamate glia, insieme agli oligodendrociti, alla microglia e ad altri sottotipi gliali specializzati. Sebbene meno note, queste cellule gliali sono abbondanti quanto i neuroni nel sistema nervoso centrale e Allen ha promosso un movimento in neuroscienza per dare priorità a queste cellule nella ricerca. Questa svolta verso le cellule cerebrali non neuronali è stata fondamentale per L'anno di Salk dedicato alla ricerca sulla malattia di Alzheimer per tutto il 2025, periodo in cui Allen si è sentito particolarmente stimolato a scoprire in che modo gli astrociti influenzano l'Alzheimer, tra le altre malattie e disturbi.

Studi recenti di Allen e altri hanno dimostrato che gli astrociti hanno una forte influenza sulla formazione, la maturazione e l'eliminazione delle sinapsi, soprattutto durante i periodi più precoci e critici dello sviluppo cerebrale. Tuttavia, si sa meno su come gli astrociti regolino altri aspetti della stabilità dei circuiti, soprattutto nelle fasi successive della vita.

"Volevamo capire come gli astrociti regolano la funzione cerebrale nel corso della vita", afferma Allen. "Sappiamo già che sono coinvolti nella creazione di connessioni neuronali nel cervello giovane e sappiamo che alcune di queste funzioni si riducono con l'invecchiamento. Ciò che mancava era comprendere il ruolo degli astrociti in età adulta. Ora abbiamo dimostrato che la stabilità dei circuiti neurali nel cervello adulto è regolata dagli astrociti attraverso la secrezione di CCN1".

 

Come gli astrociti usano CCN1 per orchestrare la stabilità del circuito

"Mantenere circuiti stabili è importante per il corretto funzionamento del cervello, ma la conseguenza è che la plasticità e il rimodellamento neurale sono repressi nel cervello adulto", afferma la prima autrice Laura Sancho, PhD, ricercatrice post-dottorato nel laboratorio di Allen. "Volevamo scoprire se e come gli astrociti partecipano a questo fondamentale mantenimento, e abbiamo scoperto che sono effettivamente essenziali".

Per determinare quale ruolo, se presente, svolgano gli astrociti nella plasticità e nella stabilità dei circuiti, i ricercatori hanno concentrato l'attenzione sulla corteccia visiva del topo. Quest'area del cervello, ampiamente studiata, è responsabile dell'elaborazione visiva e i risultati ottenuti in questa regione sono spesso applicabili ad altre aree del cervello.

I ricercatori hanno iniziato esaminando quali geni vengono espressi negli astrociti durante il periodo critico di elevata plasticità dello sviluppo iniziale e il periodo di elevata stabilità dell'età adulta.

È diventato subito chiaro che una proteina chiamata CCN1 era fortemente coinvolta nel promuovere la stabilità dei circuiti nella corteccia visiva del topo. Quando i ricercatori hanno aumentato l'espressione di CCN1 negli astrociti durante il periodo critico, hanno osservato un aumento della maturazione cellulare sia nei neuroni inibitori che negli oligodendrociti, il che ha smorzato la neuroplasticità dei circuiti. D'altra parte, quando i ricercatori hanno rimosso CCN1 dal cervello adulto, ciò ha portato alla destabilizzazione di circuiti normalmente stabili.

Sebbene la stabilità sia importante, soprattutto con l'età, la manipolazione dei livelli di CCN1 potrebbe consentire agli scienziati di creare sacche di plasticità che aiutano a recuperare o ricostruire i circuiti persi dopo lesioni o traumi.

Ciò che rende CCN1 particolarmente adatto a questo scopo è la sua capacità di legarsi a numerosi componenti extracellulari di numerosi tipi cellulari, tra cui neuroni eccitatori e inibitori, oligodendrociti e microglia. Legandosi a importanti proteine ​​integrine sulla superficie cellulare, CCN1 coordina la maturazione di molteplici tipi cellulari, riducendo la plasticità del cervello adulto.

 

Il potenziale terapeutico del targeting CCN1

Questi risultati contribuiscono al progetto quinquennale di Allen, finanziato da lei Premio pioniere del direttore dell'NIH 2024, che mira a stabilire la relazione tra proteine ​​extracellulari e plasticità cerebrale. CCN1 è la prima di queste proteine ​​degli astrociti ad essere stata identificata finora nel suo laboratorio.

CCN1 e altre proteine ​​derivate dagli astrociti potrebbero rivelarsi fondamentali per lo sviluppo di future terapie per patologie neurologiche in cui una maggiore plasticità sarebbe vantaggiosa. Tra queste rientrano varie forme di lesioni cerebrali o neurodegenerazione, come l'ictus o il morbo di Alzheimer, nonché condizioni di stress e problemi di memoria come il disturbo da stress post-traumatico (PTSD).

Altri autori includono Matthew Boisvert, Trinity Eddy, Lara Labarta-Bajo, Jillybeth Burgado, Minerva Contreras e Lisa Tatsumi di Salk, nonché Ellen Wang della UC San Diego.

Il lavoro è stato supportato dai National Institutes of Health (1R01NS105742, DP11NS142587, 5F32EY033629, 1F99NS134205, 1F99NS1139511, P30 CA01495, P30 AG068635, R24NS092943, P01 AG073084-04), LIFE Foundation, Pew Charitable Trusts, Chan Zuckerberg Initiative, Roger Guillemin Chair, Salk Pioneer Fund Award, NASEM Ford Foundation, Hewitt-Eckhart Postdoctoral Fellowship, Salk Waitt Advanced Biophotonics Core, Salk GT3 Core, Salk Razavi Newman Integrative Genomics and Bioinformatics Core, Salk Flow Cytometry Core, Salk In Vivo Scientific Services, Howard and Maryam Newman Family Foundation e Helmsley Fiducia.

DOI: 10.1038 / s41586-025-09770-w