(Iit) – Un team di ricercatori è riuscito a ricostruire le fasi del meccanismo di funzionamento della serotonina, la cosiddetta molecola della felicità, a livello dei circuiti neuronali dei gangli della base, in particolare del circuito talamo-striatale. Questi circuiti sono importanti per il controllo del movimento e della flessibilità comportamentale, ossia la capacità di adattarsi ai cambi di contesto da un punto di vista emotivo e motorio, e non funzionano correttamente nel caso di patologie come il morbo di Parkinson o i disturbi ossessivi-compulsivi.
La ricerca, pubblicata sulla rivista internazionale Neuron, è stata coordinata da Raffaella Tonini del dipartimento di Neuro Modulation Cortical e Subcortical Circuits dell’Iit- Istituto italiano di tecnologia, con la collaborazione del dipartimento di Biologia dell’Università di Pisa e di un partenariato internazionale di enti di ricerca fra cui la Sorbonne Université di Parigi. “Ricostruire in maniera molto accurata i meccanismi molecolari con cui la serotonina funziona nel cervello – spiega Tonini – è importante anche per capire cosa avviene in condizioni patologiche in cui la serotonina non viene prodotta o in cui mancano i recettori specifici a cui legarsi”.
Nel corso dello studio, i neuroscienziati hanno utilizzanto approcci sperimentali avanzati, tra cui l’optogenetica e la chemogenetica, per accendere e spegnere i neuroni attraverso la luce o l’attivazione di proteine geneticamente ingegnerizzate. Manipolando i livelli di serotonina, i ricercatori hanno così potuto definire per la prima volta il meccanismo d’azione di un suo specifico recettore, il recettore 5-HT4, e il tipo di connessioni neuronali che modula. Tale meccanismo d’azione sembrerebbe dipendere dalla localizzazione di questo recettore in regioni specifiche del neurone.
“Questo è stato possibile – spiega Massimo Pasqualetti dell’Ateneo pisano – grazie alla possibilità che oggi abbiamo in laboratorio di generare modelli animali in cui l’attività di una specifica popolazione neuronale, in questo caso quella dei neuroni che producono la serotonina, può essere modulata in remoto, così da verificare in tempo reale le conseguenze della riduzione di rilascio di serotonina a livello dello striato”.
La serotonina è un neuromodulatore fino ad oggi noto per aver funzione nel regolare l’umore, l’appetito e altre funzioni legate all’aspetto emozionale. Il team IIT con questo studio ha dimostrato che la comunicazione tra neuroni del talamo e quello dello striato è ridotta se avviene in assenza di serotonina. Studi attualmente in corso nel laboratorio di Raffaella Tonini suggeriscono che bloccando l’azione del recettore 5-HT4, la capacità di adattarsi ad una nuova situazione, cambiando strategia d’azione, è più lenta.
Questo studio getta dunque le basi per comprendere patologie come la depressione, in cui il recettore per la serotonina 5-HT4 non viene prodotto in normale quantità, avvalorando recenti teorie neuropsichiatriche che evidenzierebbero nei pazienti affetti da depressione un’incapacità di adattarsi ai cambiamenti imposti dall’ambiente. “Capire i meccanismi molecolari con cui la serotonina opera in determinati circuiti neuronali è importante anche per il trattamento di patologie che hanno sintomi di comorbidità, tra cui i disturbi cognitivi e dell’umore associati al morbo di Parkinson, consentendo di migliorarne la terapia” – conclude Raffaella Tonini.
Riferimenti: Serotonergic signaling controls input-specific synaptic plasticity at striatal circuits; Anna Cavaccini, Marta Gritti, Andrea Giorgi, Andrea Locarno, Nicolas Heck, Sara Migliarini, Alice Bertero, Maddalena Mereu, Giulia Margiani, Massimo Trusel, Tiziano Catelani, Roberto Marotta, Maria Antonietta De Luca, Jocelyne Caboche, Alessandro Gozzi, Massimo Pasqualetti, Raffaella Tonini; Neuron
