Informazioni sulle neurotrofine:
Durante lo sviluppo dei nervi, le neurotrofine aiutano le cellule nervose a decidere se devono vivere o morire. Le neurotrofine sono piccole proteine secrete nel sistema nervoso a concentrazioni estremamente basse. Bassi livelli di una neurotrofina sono necessari per mantenere vive le cellule nervose. Tuttavia, in alcuni casi, la presenza di una neurotrofina può avere l’effetto opposto, dando inizio alla morte delle cellule. Durante lo sviluppo del sistema nervoso, i livelli di neurotrofine controllano le cellule nervose indesiderate. Più tardi, le neurotrofine stimolano la crescita di nuovi dendriti e provocano la morte dei dendriti indesiderati dalle aree affollate.
Le neurotrofine sono proteine con strutture strettamente correlate che sono note per sostenere la sopravvivenza di diverse classi di neuroni embrionali. Neurotrofine è un termine generico che descrive una serie di fattori neurotrofici che migliorano la differenziazione neuronale, inducono la proliferazione, influenzano le funzioni sinaptiche e promuovono la sopravvivenza dei neuroni che sono normalmente destinati a morire durante diverse fasi dello sviluppo del sistema nervoso centrale e periferico.
Le neurotrofine (fattori neurotrofici) sono proteine che inducono la sopravvivenza dei neuroni e si trovano nel flusso sanguigno. Le neurotrofine sono in grado di segnalare particolari cellule a sopravvivere, differenziarsi o crescere. Le neurotrofine sono secrete dai tessuti bersaglio e impediscono ai neuroni di iniziare la morte cellulare programmata – permettendo così ai neuroni di sopravvivere. Le neurotrofine inducono la differenziazione delle cellule progenitrici a formare neuroni.
Fattori di crescita come il basic-FGF o il LIF a causa delle loro attività trofiche su un certo numero di neuroni sono spesso annoverati anche nel gruppo delle neurotrofine.
BDNF, NGF e NT-3 sono indicati come la famiglia delle proteine NGF poiché NGF è il membro fondatore di questa famiglia di proteine. La proteina multifunzionale Pan-Neurotrophin-1 (PNT-1) attiva efficacemente tutti i recettori trk e mostra molteplici specificità neurotrofiche.
Un altro fattore di sopravvivenza neuronale è NSE (neuron-specific enolase). Altri fattori con attività neurotrofiche normalmente non classificati come neurotrofine e spesso in possesso di un più ampio spettro di funzioni sono EGF, HBNF (heparin binding neurite-promoting factor), IGF-2, FGF acido e FGF-basico, PDGF, NSE (neuron-specific enolase) e Activin-A.
La consegna esogena dei fattori neurotrofici, fattore neurotrofico derivato dal cervello (BDNF) o neurotrofina-3 (NT-3), promuove la funzione, la germinazione e la ricrescita dei neuroni contenenti 5-HT nel cervello di ratti adulti. Infusioni di BDNF nel nucleo dorsale producono un effetto antidepressivo. I fattori di stress ambientale come l’immobilizzazione inducono la depressione e diminuiscono il BDNF mRNA. Gli antidepressivi aumentano il BDNF mRNA nel cervello, attraverso i sottotipi di 5-HT2A e beta-adrenocettori e prevengono le diminuzioni indotte dallo stress nel BDNF mRNA. I trattamenti della depressione potrebbero funzionare aumentando i livelli cerebrali endogeni di BDNF o NT-3, che a loro volta potrebbero promuovere la crescita e la funzione dei neuroni contenenti monoamine. I farmaci che stimolano selettivamente la produzione di neurotrofine potrebbero rappresentare una nuova generazione di antidepressivi.
Si distingue tra Neurite promoting factor (NPF) &Fattore di differenziazione neuronale a seconda delle loro bioattività. Il Neurite promoting factor (NPF) non promuove la sopravvivenza neuronale o la crescita generale, ma è necessario per indurre la crescita di processi assonali o dendritici. L’attività dei NPF include NGF, S100, GMF-beta (fattore di maturazione gliale), proteoglicani, merosina, fibronectina, collageni, molecole di adesione cellulare, & laminina. I membri di una famiglia di geni neurotrofici sono coinvolti durante lo sviluppo nel sistema nervoso adulto come indicato da saggi in vitro utilizzando fattori neurotrofici ricombinanti e distribuzioni dei loro mRNA e proteine.
L’80% dei neuroni nel sistema nervoso subisce la morte cellulare durante il normale sviluppo vertebrale al fine di garantire un adeguato numero di neuroni che stabiliscono densità di innervazione appropriata con organi effettori o altre popolazioni neuronali.
Parare i neuroni dalla morte programmata influenza lo sviluppo. Le neurotrofine sostengono la sopravvivenza neuronale fino al momento della morte cellulare naturale e poi diventano inefficaci. Questo meccanismo implica un cambiamento nel tipo di recettore delle neurotrofine espresso dal neurone. Altre neurotrofine hanno effetti profondi sulle cellule progenitrici neuronali e possono aumentare il numero di neuroni in una popolazione destinata ad avere un fenotipo specifico. Le neurotrofine influenzano l’attività delle sinapsi elettriche che aumentano l’espressione dei geni delle neurotrofine.
I topi transgenici che portano mutazioni nulle di vari geni che codificano le neurotrofine o i loro recettori hanno rivelato un ampio spettro di attività delle neurotrofine nel sistema nervoso. Gli studi e le indagini sui recettori delle neurotrofine aiuteranno a definire i ruoli delle neurotrofine nel sistema nervoso centrale maturo. È già chiaro che lo sviluppo, il mantenimento e la plasticità del sistema nervoso coinvolgono un attento controllo spaziale e temporale dell’espressione di molteplici neurotrofine, dei loro recettori e di altri fattori.
Le neurotrofine sono di potenziale interesse clinico poiché influenzano le attività funzionali e la sopravvivenza di popolazioni neuronali distinte nel sistema nervoso periferico e centrale. Le neurotrofine sono attualmente allo studio come agenti terapeutici per il trattamento dei disturbi neurodegenerativi e delle lesioni nervose sia individualmente che in combinazione con altri fattori trofici.
Un certo numero di malattie, come il morbo di Alzheimer, l’ictus e il cancro, possono causare danni neurali in parte attraverso il cattivo funzionamento delle neurotrofine. Le attuali strategie terapeutiche sono di combattere queste malattie usando fattori neurotrofici per aiutare e controllare qualsiasi perdita di funzione nervosa. Sfortunatamente, le neurotrofine non durano molto a lungo nel corpo quando vengono iniettate nell’organismo e mostrano effetti collaterali significativi. Oggi, i ricercatori sono alla ricerca di farmaci che “ingannano” le cellule facendogli credere che stanno ricevendo segnali dalle neurotrofine.