Sindrome di Down
Ippocampo e reti ippocampali
Plasticità della neurogenesi legata a stimoli ambientali
Una prima tematica affrontata riguarda lo studio di meccanismi
alla base del ritardo mentale nella sindrome di Down (trisomia 21),
la causa genetica più frequente di ritardo mentale e di aneuplodia
autosomica compatibile con la sopravvivenza postnatale. Lo studio è
mirato a chiarire le possibili cause alla base di alterazioni dello
sviluppo cerebrale durante fasi critiche dello sviluppo nei
soggetti con sindrome di Down. Le ricerche vengono condotte in un
modello murino di sindrome di Down, il topo Ts65dn, e in materiale
fetale umano. Le strutture cerebrali prese in esame sono la zona
subventricolare, l'ippocampo e il cervelletto. Nel tentativo di
trovare terapie efficaci, forse utili per l'uomo, vengono testati
gli effetti di farmaci antidepressivi in fase pre- e
postnatale che possano migliorare le capacità di apprendimento
collegate con l'aumento di proliferazione cellulare nelle strutture
cerebrali già citate dei topi Ts65Dn. Ci proponiamo inoltre di
testare se soggetti con sindrome di Down siano caratterizzati da
difetti di proliferazione generalizzati in tessuti periferici.
Un'altra linea di ricerca ha lo scopo di ottenere informazioni
sul modello di elaborazione del segnale nelle reti neurali
ippocampali, con l'intento di mettere in luce il contributo
dell'attività di tali reti nei processi di memoria e apprendimento.
In particolare lo scopo è di analizzare il loop corteccia
entorinale-ippocampo-corteccia entorinale, un circuito che svolge
un ruolo essenziale nelle funzioni di memoria. La ricerca viene
condotta nella cavia (cavia porcellus) anestetizzata e si avvale di
tecniche elettrofisiologiche con registrazioni multiple e
simultanee di campi di potenziale e attività unitaria dalle diverse
strutture ippocampali e paraippocampali e analisi della funzione
sinaptica (funzione input-output, current source density analysis,
plasticità sinaptica a breve e a lungo termine). Vengono usati
input di tipo diverso e/o con caratteristiche diverse per mettere
in luce modelli diversi di trasferimento del segnale correlati a
stati comportamentali diversi. Dati in modelli animali mostrano che
forme di apprendimento ippocampo-dipendenti sono danneggiate da
condizioni di scarsa complessità ambientale nelle prime fasi della
vita e dati ottenuti nell'uomo mostrano che condizioni di scarsa
stimolazione intellettiva e disturbi nell'ambiente socio-emotivo
durante la prima infanzia possono disturbare le capacità di
apprendimento.
Una terza linea di ricerca è mirata ad analizzare gli effetti a
lungo termine provocati dalle condizioni ambientali nel primo
periodo postnatale sulla organizzazione dei circuiti ippocampali
essenziali per la formazione della memoria a lungo termine. La
cavia è un modello animale particolarmente utile per tale tipo di
indagine in quanto tale specie è precocemente indipendente dalle
cure materne e presenta uno sviluppo della fascia dentata
ippocampica con caratteristiche più simili all'uomo rispetto ad
altri roditori. In questa ricerca si studiano gli effetti a lungo
termine esercitati sui circuiti ippocampali dalle condizioni
ambientali nelle prime fasi della vita con più approcci, che
implicano l'impiego di tecniche elettrofisiologiche, di biologia
cellulare e morfometriche. Con questi approcci convergenti si tenta
di comprendere in che misura l'ambiente alteri la funzione
sinaptica delle reti ippocampali e di identificare modificazioni
plastiche (formazione di sinapsi, rimodellamento dendritico,
neurogenesi) e meccanismi cellulari alla base di tali
alterazioni.