I recettori NMDA (glutamate-gated N-methyl-D-aspartate) giocano un ruolo cruciale nella plasticità strutturale e funzionale delle sinapsi (i punti di contatto tra una cellula nervosa e l’altra che permettono la comunicazione tra cellule), nel corso dello sviluppo del cervello, dopo la nascita e in età adulta. Per questo sono assolutamente fondamentali per il corretto funzionamento di molte attività cognitive, quali l’apprendimento e la memoria.
E a riprova di questo, anomalie del loro funzionamento sono state associate ad un ampio spettro di disturbi psichiatrici e neurologici.
 
Questi recettori sono strutturalmente degli eterotetrameri, nella cui composizione rientrano tipicamente le subunità GluN1 e GluN2; ed è la composizione precisa della subunità, a determinare le proprietà funzionali di questi recettori.  
I recettori NMDA sono unici tra tutti i recettori per i neurotrasmettitori poiché per essere attivati è necessario che vi si leghino contemporaneamente sia il glutammato, che un coagonista, che può essere la glicina o la D-serina.
 
Ancora oggi non è noto se esista un legame preferenziale per un coagonista o per l’altro, a livello di sinapsi specifiche; insomma non è ancora noto il ‘dove, come, quando’ dei singoli coagonisti a livello delle sinapsi delle varie aree del cervello.
 
La ricerca pubblicata su PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences USA) ha cercato dunque di determinare la ‘predilezione’ delle sinapsi dell’ippocampo per l’uno o l’altro coagonista e anche la finestra temporale nell’ambito della quale glicina e D-serina entrano in ballo, per controllare l’attività dei recettori NMDA a livello delle sinapsi eccitatorie dell’ippocampo, nel cervello maturo e in quello in via di sviluppo.
 
Gli autori di questo studio hanno dimostrato che ogni sinapsi ha il suo coagonista ‘preferito’ nel legame al recettore NMDA e che la ‘scelta’ è stabilita nel corso dello sviluppo. Questi risultati sottolineano inoltre l’importanza delle differenze spaziali e temporali nel tipo di coagonista che entra in gioco, per definire eventuali interventi terapeutici, mirati al trattamento di deficit nell’attività dei recettori NMDA.
 
“Questo studio - spiega il professor Loredano Pollegioni, dell’Università degli studi dell’Insubria, direttore del centro di ricerca interuniversitario “The Protein Factory” e coautore della ricerca - ha permesso di concludere che il tipo del coagonista (D-serina rispetto a glicina), che regola l’attività di questa importante classe di recettori, dipende dal tipo di sinapsi ed è regolato durante lo sviluppo. Tale cambiamento coincide con la composizione in subunità dei recettori NMDA a livello post-sinaptico e con la maturazione della sinapsi stessa. Definire i meccanismi che concorrono alla regolazione dell’attività di questi recettori è fondamentale per comprendere il funzionamento del cervello e per studiare malattie neurologiche e psichiatriche. Chiarire il ruolo dei neuromodulatori, ossia le molecole-segnale che agiscono su diverse regioni del cervello – prosegue Pollegioni - ci aiuterà a chiarire i complessi meccanismi che ne controllano il funzionamento e a trovare nuove terapie per pazienti affetti da importanti patologie come la schizofrenia, il disturbo bipolare o il dolore neuropatico”.
 
Il lavoro pubblicato su PNAS evidenzia il grado di eccellenza della ricerca nel settore delle biotecnologie applicate alle neuroscienze raggiunta dai ricercatori del Dipartimento di Biotecnologie e Scienze della Vita dell’Università dell’Insubria. Per la sua realizzazione, Silvia Sacchie Loredano Pollegioni hanno sviluppato, mediante tecniche di ingegneria proteica, enzimi in grado di riconoscere in modo efficiente e selettivo i diversi neuromodulatori e hanno messo a punto delle sofisticate tecniche analitiche.
 
Maria Rita Montebelli

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