Ricerca sul cervello

Valiantsin Darafeyeu, dottorando all’Università di Basilea

Il ventiduenne Valiantsin Darafeyeu, dottorando presso l’Università di Basilea, riceverà la borsa di ricerca di 60 000 franchi della Lega svizzera del cervello. La sua ricerca si concentra sull’ambliopia, un disturbo dello sviluppo visivo in cui il cervello non elabora correttamente lo stimolo visivo di un occhio. L’obiettivo del suo progetto è quello di scoprire quali aree del cervello sono responsabili, un passo importante verso nuovi trattamenti.

Con la sua borsa di studio, la Lega svizzera per il cervello sostiene per un anno il lavoro scientifico di Valiantsin Darafeyeu.

In che modo l’«occhio pigro» influenza i circuiti visivi del cervello?

 

La ricerca premiata con la borsa di studio della Lega svizzera per il cervello del valore di 60’000 franchi vuole comprendere come mantenere intatta l’acuità visiva delle persone con un cosiddetto «occhio pigro». Chi soffre di questo disturbo visivo non vede bene perché il suo cervello non è in grado di elaborare correttamente i segnali. Valiantsin Darafeyeu, giovane ricercatore dell’Università di Basilea vincitore della borsa di studio, sta studiando nuovi approcci scientifici a questa patologia.

L’«occhio pigro», noto anche come ambliopia, è un disturbo visivo dell’età evolutiva, in cui il cervello non elabora correttamente le percezioni sensoriali dell’occhio, con conseguente riduzione dell’acuità visiva. Circa il tre per cento della popolazione mondiale è colpita da questa patologia. A molti pazienti vengono applicate lenti a contatto o bende, tuttavia spesso queste misure si rivelano insufficienti per correggere il deficit visivo, poiché l’ambliopia non è dovuta a un problema fisiologico dell’occhio, ma al modo in cui il cervello elabora e interpreta gli stimoli visivi.

Come funzionano le vie ottiche?

Per capire come l’ambliopia si ripercuota sulla vista, può essere utile capire come funzionano le vie ottiche nel cervello. Nella corteccia visiva, il principale centro nel cervello preposto alla vista, vi sono due vie di impulsi che collaborano tra loro e che danno un senso alle immagini percepite dai nostri occhi:

•   la via afferente (feedforward) trasmette le informazioni dagli occhi alla corteccia visiva, comunicandoci cosa abbiamo di fronte noi;
• successivamente, la via efferente (feedback) invia le informazioni dalle regioni cerebrali superiori alla corteccia visiva, aiutandoci a interpretare ciò che vediamo, per esempio se un oggetto è parzialmente nascosto.

Le persone affette da ambliopia impiegano più tempo a riconoscere i contorni e non percepiscono l’ambiente come un tutt’uno, ma lo esplorano gradualmente con gli occhi. Ciò corrobora la tesi di Valiantsin Darafeyeu secondo la quale l’ambliopia comprometterebbe soprattutto la via efferente e meno quella afferente.
La ricerca di Valiantsin Darafeyeu promette risultati eccezionali e nuovi approcci terapeutici. Per questo motivo, tra i tanti progetti pervenuti, il comitato della Lega svizzera per il cervello ha scelto il suo in quanto particolarmente promettente.

Nuovo metodo di ricerca

Il progetto di ricerca Darafeyeu studia le modalità in cui l’ambliopia modifica le vie ottiche. A tale scopo, il giovane dottorando dell’Università di Basilea utilizza tecniche innovative di imaging, con le quali misura l’attività delle vie afferenti ed efferenti nella corteccia visiva delle cavie da laboratorio. Confrontando le cavie con e senza ambliopia, Darafeyeu può analizzare sia singole cellule cerebrali che reti neurali più grandi.

Mahshid Gazorpak, dottoranda in neuroscienze molecolari e comportamentali al politecnico di Zurigo

La prima borsa di studio 2021 per la ricerca della Lega svizzera per il cervello dell’ammontare di 60’000 franchi è stata assegnata a Mahshid Gazorpak, candidata PhD in neuroscienze molecolari e comportamentali al Politecnico di Zurigo. La ricerca della vincitrice verte sull’influsso delle proteine presenti nei recettori dello stress sulla risposta del nostro cervello allo stress. La speranza è che questa ricerca fornisca nuove conoscenze e terapie per il trattamento delle malattie psichiatriche legate allo stress, come la depressione o i disturbi di ansia.

Con la sua borsa di studio, la Lega svizzera per il cervello sostiene per un anno il lavoro scientifico di Mahshid Gazorpak.

Manipolare le proteine, ridurre lo stress

Le proteine, uno degli elementi costitutivi delle cellule, influenzano il nostro comportamento, per esempio il modo in cui il cervello affronta lo stress. Una proteina che svolge un ruolo importante in caso di stress è quella presente nei recettori dei glucocorticoidi (GR). La vincitrice della borsa di studio ipotizza che la risposta allo stress possa essere ridotta disattivando questa proteina e intende dimostrare la sua tesi ricorrendo a molecole sviluppate appositamente, gli «inibitori dei GR». È la prima volta che, nella ricerca sul cervello, viene applicato questo tipo di manipolazione delle proteine.

Tra le numerose candidature pervenute, il comitato della Lega svizzera per il cervello ha scelto il progetto di questa giovane ricercatrice poiché promette risultati straordinari, che permetteranno di sviluppare nuove terapie.

Nuovi metodi per la ricerca sul cervello

Mahshid Gazorpak sta indagando sul modo in cui la proteina dei GR regola la risposta allo stress. La sua ipotesi, avvalorata da altri studi, è che tale risposta possa essere inibita disattivando le proteine dei GR. Finora non era ancora stato trovato un metodo di ricerca in grado di sostenere questa tesi.

Ora, però, Mahshid Gazorpak intende utilizzare per la prima volta delle molecole, create appositamente per la sua ricerca, che dovrebbero disattivare in maniera mirata questa proteina nel cervello. Questo metodo di manipolazione delle proteine è considerato molto promettente anche in altri ambiti della medicina, tanto che al momento viene testato clinicamente per curare i tumori alla prostata.

Meno effetti collaterali grazie a un uso mirato

Gli «inibitori dei GR» si possono impiegare in modo mirato, il che riduce il rischio di effetti collaterali. Per manipolare le proteine dovrebbe bastarne una piccola dose, iniettata direttamente nel cervello. Inizialmente, Mahshid Gazorpak testerà gli «inibitori dei GR» sulle cellule cerebrali in provetta e in seguito verranno utilizzati per la prima volta su cavie da laboratorio.

Il progetto di ricerca di Mahshid Gazorpak si concentra sull’ippocampo, l’area del cervello deputata alle emozioni e ai ricordi. Di conseguenza, dopo aver iniettato gli «inibitori dei GR» direttamente nell’ippocampo delle cavie da laboratorio, si valuterà se le loro molecole interagiscono con le proteine dei GR. Se così fosse, la ricercatrice presume che le proteine verrebbero disattivate irreversibilmente e quindi la risposta delle cavie allo stress dovrebbe essere meno intensa.

Questo nuovo metodo e gli eventuali risultati della ricerca di Mahshid Gazorpak celano un enorme potenziale per le neuroscienze e per le terapie contro le malattie legate allo stress, come la depressione o i disturbi di ansia. È proprio questa prospettiva che ha spinto la Lega svizzera per il cervello a sostenere la giovane ricercatrice con una borsa di studio che le permetterà di portare avanti il suo progetto di ricerca per un anno intero.

Altri partecipanti alla ricerca: dr. Katharina Gapp (referente), prof. Johannes Bohacek