Come è fatta la mielina?
La mielina è la guaina lipidica protettiva che avvolge un nervo. Funziona come un isolante, simile al rivestimento protettivo di un filo, accelerando la trasmissione elettrica dei segnali lungo un neurone. La mielina gioca anche un ruolo nel mantenere la salute dei neuroni. La funzione della mielina è disregolata in molti disturbi neurologici, compresa la sclerosi multipla.
Gli oligodendrociti sono le cellule produttrici di mielina del sistema nervoso centrale. La guaina mielinica intorno a un neurone fa parte della membrana plasmatica di un oligodendrocita, e un singolo oligodendrocita può mielinizzare fino a 50 neuroni. Durante la mielinizzazione, un oligodendrocita stende dei tubi di membrana alla ricerca di un neurone. Quando ne trova uno, manda i materiali di costruzione necessari giù per i tubi e, operando ancora a distanza, assembla un foglio di mielina intorno al neurone: composizione, numero di involucri e copertura totale sono tutti importanti. Un neurone mielinizzato che perde il suo rivestimento non può trasmettere correttamente i segnali elettrici, portando alla perdita del controllo muscolare e ad altri problemi neurologici.
La guaina mielinica è fatta principalmente di lipidi, compresi gli sfingolipidi, che sono fondamentali per la struttura e la funzione della mielina. L’enzima serina palimitoiltransferasi, o SPT, produce la spina dorsale di tutti gli sfingolipidi, e la proteina ORMDL, legata alla membrana, controlla i livelli di sfingolipidi e regola l’attività di SPT. L’attività di ORMDL deve essere precisa: Troppo poca produzione di sfingolipidi impedisce la mielinizzazione, e troppa può essere tossica.
Binks Wattenberg, professore di biochimica e biologia molecolare alla Virginia Commonwealth University, studia la biogenesi delle membrane e ora si concentra sulla biogenesi dei lipidi. “Sono molto curioso di sapere come la cellula sa quando produrre sfingolipidi e quando fermarsi”, ha detto Wattenberg. “Penso che ORMDL potrebbe essere la chiave per rispondere a questa domanda”.
La vicina di laboratorio di Wattenberg, Carmen Sato-Bigbee, docente nello stesso dipartimento, studia la mielinizzazione, con particolare attenzione agli oligodendrociti. I due hanno unito le forze per studiare il ruolo della biosintesi degli sfingolipidi nella mielinizzazione nel cervello in via di sviluppo. Hanno riportato i loro recenti risultati nel Journal of Lipid Research.
Per scoprire le dinamiche del contenuto e della sintesi degli sfingolipidi durante la mielinizzazione, il team di Wattenberg e Sato-Bigbee ha lavorato con cervelli di topi appena nati, perché il picco di mielinizzazione avviene subito dopo la nascita. Solo una cellula su cinque nel cervello è un oligodendrocita, quindi il team ha isolato queste cellule produttrici di mielina per i loro esperimenti.
I ricercatori hanno scoperto che una gran parte degli sfingolipidi presenti negli oligodendrociti durante la mielinizzazione hanno una spina dorsale atipicamente lunga – una catena di 18 carati invece di una catena di 16 carati. “La catena a 18 carboni indica un cambiamento nella composizione dei lipidi durante la mielinizzazione, che potrebbe spiegare le proprietà isolanti della mielina”, ha detto Wattenberg. “Nel lavoro futuro, vogliamo esaminare il ruolo di ogni tipo di sfingolipide nella mielinizzazione.”
Lo studio ha anche scoperto che l’attività SPT aumenta per i primi giorni della mielinizzazione e poi comincia a diminuire. L’attività ORMDL non è misurabile, ma il team ha dedotto che l’espressione dell’isoforma ORMDL varia nel tempo. Questi risultati aprono la strada a futuri esperimenti.
“Il controllo della biosintesi degli sfingolipidi è fondamentale per la mielinizzazione, e capire come funziona questo processo ci permetterà di alterarlo nei trattamenti futuri”, ha detto Wattenberg. “Il nostro obiettivo è capire la biosintesi degli sfingolipidi così bene da poter riprogrammare gli oligodendrociti e invertire la demielinizzazione nelle malattie degenerative come la SM”.