è il cloro il vero orchestratore della comunicazione tra neuroni.
La comunicazione tra neuroni è un fenomeno elettrochimico in cui entrano in gioco sostanze che, in base alla loro quantità e tipo, promuovono o inibiscono gli impulsi elettrici tra cellule di una rete. Queste sono i neurotrasmettitori rilasciati dalle sinapsi, ma anche tutte le sostanze che ne accompagnano l’attività.
Il gruppo di ricercatori, coordinati dal Dott. Andrea Barberis, all’interno dell’Unità di Synaptic Neuroscience del Dipartimento di Neuroscience and Brain Technologies (NBT) dell’Istituto Italiano di Tecnologia, ha studiato ciò che avviene dietro le quinte della comunicazione tra sinapsi, individuando nel Cloro un messaggero intracellulare che determina l’avvicendamento di tipi diversi di recettori inibitori, regolando di conseguenza i livelli di attività elettrica del Sistema Nervoso Centrale. Tale risultato pone le basi per future soluzioni farmacologiche di malattie del cervello, quali per esempio autismo ed epilessia.
Nel lavoro pubblicato sull’importante rivista Nature Communications, dal titolo “Intracellular chloride concentration influences the GABAA receptor subunit composition”, il gruppo del dott. Barberis, in collaborazione con il Center for Psychiatric Neurosciences dell’ospedale universitario CHUV di Losanna, dimostra che il Cloro non agisce solo come inibitore e “polarizzatore” della cellula caricandola elettricamente, ma anche come orchestratore dei recettori: la sua presenza intracellulare induce un cambiamento nel tipo di recettori GABA.
Il GABA è uno dei più importanti neurotrasmettitori con funzione inibitoria presenti nell’organismo e, insieme agli altri neurotrasmettitori inibitori ed eccitatori, garantisce il corretto funzionamento del Sistema Nervoso. Esso è presente all’interno delle sinapsi in due sottotipi principali, uno che controlla il rilascio di correnti rapide e costanti nei circuiti neurali (come se scandisse un orologio interno, è il GABAA1), un altro che interviene nella modulazione di correnti lente e più influenzabili dall’ambiente biochimico circostante (è il GABAA3).
Quando un neurone bersaglio riceve il neurotrasmettitore GABAA, esso innesca processi di accumulo di carica elettrica negativa, aprendo lungo la membrana canali di passaggio per ioni di Cloro. Tale accumulo porta la cellula in una situazione di stasi elettrica, cioè di inibizione del segnale neurale. La presenza di Cloro – e questo è quanto stato dimostrato dal team del dott. Barberis – induce un cambiamento del tipo di recettore GABA, modificando di conseguenza il comportamento elettrico della cellula; il nuovo tipo di recettore instaurerà un’attività elettrica più lenta, che interferisce con l'”orologio interno” scandito fino ad allora dal neurone e da tutta la rete ad essa collegato.
Avere dimostrato che la comparsa di uno specifico sottotipo di neurotrasmettitore GABAA dipende dalla quantità di Cloro interna al neurone, è inoltre importante per comprendere la natura di alcune patologie del cervello in cui la comunicazione tra neuroni è compromessa.
«Nelle malattie quali epilessia e autismo – commenta il dott. Andrea Barberis, team leader nel Dipartimento NBT dell’Istituto Italiano di Tecnologia – si riscontra proprio un’alterazione della quantità di Cloro all’interno dei neuroni. L’individuazione di un meccanismo di orchestrazione così puntuale tra Cloro e neurotrasmettitori e, quindi, della comunicazione tra neuroni, ci permette di pensare a future soluzioni farmacologiche che intervengano in modo preciso e localizzato sul suo eventuale squilibrio, aiutando la cura di queste malattie».
«Il nostro lavoro – commenta la dott.ssa Francesca Succol, prima autrice dell’articolo e giovane ricercatrice dell’Istituto Italiano di Tecnologia – è frutto di una collaborazione con un altro istituto di ricerca d’eccellenza, il Centre Hospitalier Universitaire Vaudois in Svizzera. Questo ci ha permesso di studiare con tecniche di immunocitochimica e di elettrofisiologia, campioni di neuroni in cultura, evidenziando così la composizione dei recettori GABA e la concentrazione di Cloro intracellulare».
