29 marzo 2024
Aggiornato 13:30
Controlla la forma dell’ippocampo

Scoperto il gene custode del «gps» nel cervello

Dalla Fondazione Telethon, la ricerca che ha identificato il primo gene che controlla la forma dell’ippocampo, l’area del cervello responsabile della memoria. Si aprono nuovi importanti scenari per la comprensione dei disturbi cognitivi

ROMA ─ Grazie alla ricerca condotta dal team coordinato da Elvira De Leonibus, Faculty e Head of Behavioral facility presso l’Istituto Telethon di Pozzuoli e responsabile del Laboratorio di Neuropsicofarmacologia dell’Istituto di Genetica e Biofisica (IGB) del CNR, si potuto scoprire un gene fondamentale nel corretto sviluppo dell’ippocampo, la zona del cervello responsabile della memoria.

Un cavalluccio importante
L’ippocampo, una porzione della corteccia cerebrale, è così chiamato per via della sua curiosa forma che ricorda un cavalluccio marino. Ma, curiosità a parte, l’ippocampo svolge un ruolo fondamentale negli organismi viventi perché è necessario per la formazione della memoria a lungo termine.

Un gene altrettanto importante
Lo studio, pubblicato sulla rivista Cerebral Cortex, ha permesso di scoprire come l’assenza di un gene chiamato COUP–TFI, provoca un difetto nel volume e nella forma dell’ippocampo. Questo difetto è causa della difficoltà nella capacità di formare delle memorie stabili e durature, e un’anomalia nel sistema «GPS» del cervello che determina un’incapacità di memorizzare elementi nello spazio circostante. Non vi sono tuttavia alterazioni nelle manifestazioni emozionali. Visibilmente, l’anomalia si presenta con un «cavalluccio marino» che ha una testa molto piccola, mentre il corpo e la coda hanno dimensioni normali.

Questione di testa
La parte dell’ippocampo, che rappresenterebbe la testa, è necessaria per formare i ricordi «astratti» del quotidiano: per esempio cosa abbiamo mangiato, dove abbiamo festeggiato il compleanno, la mappa della città eccetera. La coda invece è importante per la formazione delle memorie emozionali e per la regolazione degli stati emotivi, come l’ansia. Fino a oggi si sapeva che eventi quali gli ictus, per esempio, possono causare disturbi cognitivi distruggendo porzioni specifiche dell’ippocampo, ma non era mai stata identificata una qualche causa genetica che potesse influire sulla crescita volumetrica dell’ippocampo e perciò sulla formazione dei ricordi.

Molte implicazioni
«Questo studio ha delle implicazioni cliniche molteplici ─ spiega Elvira De Leonibus ─ prima fra tutte la possibilità di comprendere difetti cognitivi che si osservano nei pazienti che presentano un’alterazione delle dimensioni dell’ippocampo. In generale, questa scoperta potrebbe avere interessanti ricadute per la comprensione di tutte quelle patologie in cui si osserva una riduzione del volume dell’ippocampo quali le malattie neurodegenerative dell’invecchiamento, come l’Alzheimer, che provocano gli stessi difetti di memoria osservati nei topi mancanti del gene COUP-TFI».

Gli obiettivi
Gli obiettivi futuri della ricerca sono da un lato individuare e sperimentare molecole in grado di modulare l’espressione del gene COUP–TFI e dall’altro individuare nuovi geni, ancora sconosciuti che, invece, alterano altre parti dell’ippocampo, come la coda.

Sul gene COUP–TFI
Il gene COUP–TFI è un gene la cui funzione di «gene architetto» fu identificata nel 2007 proprio presso l’Istituto Telethon di Napoli da un gruppo di ricerca guidato da Michèle Studer, oggi ricercatrice presso l’Institute of Biology Valrose, IBV, a Nizza. In particolare, fu scoperto che la mancanza di questo gene modifica le proporzioni della neocorteccia, la parte evolutivamente più avanzata del cervello, provocando un ingrandimento della corteccia motoria. Questa regione cerebrale è necessaria per movimenti fini, come per esempio suonare il pianoforte. All’inizio si pensava che tale ingrandimento potesse tradursi in un aumento delle competenze di quest’area del cervello ma, al contrario, studi successivi condotti da Elvira De Leonibus e da Michèle Studer, hanno portato alla conclusione che non solo non vi è un miglioramento della prestazione motoria, ma addirittura l’aumento di volume di quest’area cerebrale porta a una perdita delle sue funzionalità.

Più funzioni
Il nuovo lavoro, coordinato da Elvira De Leonibus e condotto da Gemma Flore dell’Istituto Telethon di Pozzuoli, ha rilevato che il gene COUP–TFI controlla anche lo sviluppo dell’ippocampo. Gli esseri umani e gli altri mammiferi possiedono due ippocampi, ciascuno in ogni emisfero del cervello posto sopra il nostro orecchio con la testa rivolta verso il volto e la coda verso la nuca.
In questo lavoro è stato dimostrato che la mancanza del gene COUP–TFI nei topi determina un ippocampo con la testa molto piccola (ipocefalico) e che questa alterazione morfologica per esempio causa nell’animale la difficoltà di memorizzare la posizione di una piattaforma all’interno di una piscina. E’ quindi un problema di navigazione spaziale, cioè un difetto del sistema GPS del topo, mentre non vi sono alterazioni nei livelli d’ansia oppure nell’apprendere come evitare un pericolo. Il lavoro, oltre al finanziamento della Fondazione Telethon, è stato supportato anche da altri enti finanziatori governativi francesi (National Research Agency), Italiani (MIUR, CNR, Progetto di Interesse «Invecchiamento») ed europei (PON).