Cloro nel cervello: ora si misura

Il cloro è l’elemento che regola meccanismi inibitori ed eccitatori del cervello, dal cui equilibrio derivano deficit cognitivi e importanti patologie come autismo ed epilessia. Ora, per la prima volta, ricercatori di Nano-Cnr e della Scuola Normale Superiore hanno sviluppato un metodo per misurare la concentrazione del cloro nelle cellule nervose. Ciò con un metodo in vivo ma non invasivo. Lo studio, pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences – Pnas, è stato realizzato con il supporto di Telethon

A realizzare il nuovo sensore strumento, capace di misurare il valore del cloro nelle cellule nervose di un cervello vivente, sono stati i ricercatori dell’Istituto Nanoscienze del Consiglio nazionale delle ricerche (Nano-Cnr) e la Scuola Normale Superiore, in collaborazione con Istituto Italiano di Tecnologia e Università di Trento.

“La concentrazione del cloro intracellulare è un regolatore cruciale dell’equilibrio tra neuroni eccitatori, che aumentano l’attività cerebrale, e neuroni inibitori, che la riducono. L’equilibrio tra le due componenti è fondamentale per il corretto funzionamento del cervello“, spiega Gian Michele Ratto di Nano-Cnr. “Quando il livello di cloro è troppo alto i meccanismi di inibizione funzionano in misura ridotta e il cervello entra in uno stato patologico. Studi recenti suggeriscono che una regolazione difettosa del cloro giochi un ruolo nell’insorgenza di patologie complesse, come epilessia, sindrome di Down e autismo”.

Concentrazione del Cloro nel cervello: studiarla con la microscopia a due fotoni in vivo

È stato così raggiunto un obiettivo che la comunità inseguiva da più di vent’anni. “Il nuovo metodo combina la fluorescenza di due proteine, usate come ‘marcatori luminosi’ del cloro con la microscopia a due fotoni in vivo, una tecnica di imaging di cui il team di Nano-Cnr è pioniere in Italia. Il risultato è una vera e propria mappa della concentrazione di cloro in un cervello vivente che permette di distinguere condizioni fisiologiche e patologiche“, spiega Ratto. “Fino a ora era possibile effettuare misure solo in culture cellulari o sezioni di cervello, sistemi semplificati che non hanno le caratteristiche fisiologiche di un cervello nella sua integrità“.

Lo strumento apre così una nuova finestra sul funzionamento del cervello. “Le misure effettuate in vivo hanno dato intanto la prima dimostrazione diretta che la concentrazione di cloro si modifica durante le fasi iniziali dello sviluppo cerebrale. Il prossimo passo sarà studiare le variazioni del cloro associate ad una varietà di condizioni patologiche, compresa l’epilessia, e in modelli genetici di malattie dello spettro autistico“, conclude Ratto. “Questo potrà aiutare a capire i meccanismi alla base di patologie come epilessia e autismo, ancora in larga misura sconosciuti, attraverso studi in vivo dove l’integrità del cervello e il suo funzionamento sono preservati“.