Nella fase di sviluppo del sistema nervoso una proteina che ha la stessa funzione di un cartello di "divieto di transito” è essenziale per permettere agli assoni dei neuroni che si stanno allungando di raggiungere i loro bersagli. La scoperta, che aiuta a chiarire come i neuroni riescano a stabilire i corretti collegamenti fra miliardi di cellule quasi identiche, fornisce anche informazioni utili alla ricerca di terapia mirate alla riparazione di danni del sistema nervoso centrale.

Lo studio, condotto da ricercatori della Rockefeller University a New York e della Brown University a Providence in collaborazione con biologi della Genentech, è descritto in un articolo pubblicato su “Science”.

Studi precedenti avevano mostrato che un recettore presente sugli assoni, Robo3, è essenziale per la loro corretta crescita e che una proteina che si lega a esso, Netrin, stimola gli assoni ad allungarsi nella direzione delle cellule che la producono. Altri esperimenti avevano però rivelato che questi due elementi non bastano a indirizzare in modo esatto gli assoni. Ora, lavorando sui neuroni del midollo spinale del topo, Alexander Jaworski e colleghi sono riusciti a identificare un'altra proteina che si lega a Robo3, chiamata Nell2.

Nella sua crescita, l'assone inizia a dirigersi verso le cellule che esprimono la proteina Netrin, ma quando Robo3 entra in contatto con Nell2, l'assone devia per allontanarsi dalle cellule con quella proteina. Ma c'è un'eccezione: se le cellule esprimono anche un'altra proteina, Slit (“fessura”), l'assone ignora il segnale di divieto di Nell2 e prosegue per la sua strada, proprio come un automobilista che prima vede un segnale di divieto di accesso, ma poi nota il cartello sottostante che limita quel divieto ai soli camion. In pratica, il recettore Robo3 dirige l'assone in base a tre regole: vai dove devi (Netrin), evita le zone vietate (Nell2), e ignora i divieti pensati per altri neuroni (Slit).

Questo meccanismo, osservano i ricercatori, è stato individuato nei neuroni che partono dal midollo spinale per innervare varie regioni del corpo, ma è presumibile che sia all'opera anche a livello cerebrale. Tuttavia, mentre i nervi della maggior parte del corpo hanno una certa capacità di ricrescita - ossia i meccanismi per la ricrescita degli assoni sono ancora facilmente attivabili -  ciò non vale per i neuroni cerebrali.

Ciò significa che a fronte di una lesione cerebrale, l'impianto di cellule staminali destinate a svilupparsi in neuroni potrebbe non essere sufficiente per riparare il danno: le istruzioni per la creazione dei contatti corretti per i nuovi neuroni potrebbero non riuscire perché i meccanismi di ricrescita assonale sono stati completamente disattivati.

Le scoperte dei meccanismi di base che presiedono alla definizione di questi contatti, come l'identificazione di Nell2, permettono però di fare passi avanti verso il traguardo di terapie per la riparazione dei danni neurali.