Le connessioni neuronali sono alla base di tutto ciò che il cervello fa: pensare, muoversi, provare emozioni. Quando qualcosa si guasta in quei circuiti, le conseguenze possono essere devastanti. Ed è proprio su questo fronte che un gruppo di ricercatori della Duke University ha fatto un passo avanti notevole, sviluppando quello che potrebbe essere descritto come un “biocavo” per il cervello, capace di riparare le vie neuronali danneggiate con una precisione mai vista prima.
LinCx: un bypass biologico per i circuiti cerebrali
Lo studio è stato pubblicato su Nature e presenta una tecnologia chiamata LinCx, acronimo di “Long-term integration of Circuits using connexins”. Dietro quel nome un po’ ostico si nasconde un concetto sorprendentemente intuitivo: creare sinapsi elettriche artificiali in modo mirato, senza bisogno di stimolazione esterna. Fino ad oggi, le opzioni per intervenire sui circuiti cerebrali erano piuttosto “grossolane”. Esistono farmaci che agiscono su intere popolazioni di cellule, tecniche di stimolazione elettrica e optogenetica, ma nessuna di queste permette davvero di scegliere con il bisturi quali connessioni creare e quali lasciare intatte. LinCx cambia le regole del gioco perché consente di decidere, cellula per cellula, dove costruire quel ponte elettrico.
La materia prima arriva da un posto inaspettato: la perca bianca, un pesce d’acqua dolce noto anche come Morone americana. Questo animale utilizza naturalmente delle proteine chiamate connessine per gestire sinapsi elettriche rapidissime tra le proprie cellule. Il team della Duke ha preso proprio queste proteine e le ha ingegnerizzate per creare due molecole complementari. Ognuna si aggancia esclusivamente alla sua compagna, senza interferire con le proteine cerebrali già presenti. È un po’ come avere una chiave che apre una sola serratura in un palazzo con migliaia di porte. Gli stessi ricercatori parlano di “connessioni elettriche con precisione a livello cellulare”, ed è esattamente quello che sembra: un biocavo su misura che collega solo i neuroni desiderati.
I test sugli animali e la strada verso l’applicazione umana
Ovviamente non si è ancora arrivati alla sperimentazione sugli esseri umani. Le prove, però, hanno dato risultati molto interessanti sia sui vermi nematodi sia sui topi. Nei vermi, l’installazione di questi connettori biologici ha modificato il comportamento legato alla ricerca della temperatura, un meccanismo fondamentale per la loro regolazione. Nei topi, i ricercatori hanno lavorato sulla riorganizzazione di circuiti specifici, misurando cambiamenti nell’interazione sociale e nella risposta allo stress. In entrambi i casi, LinCx ha dimostrato di funzionare in modo selettivo, senza creare connessioni indesiderate.
La differenza rispetto ai farmaci tradizionali è sostanziale. Dove un medicinale colpisce un’area ampia, spesso con effetti collaterali difficili da prevedere, questo biocavo per il cervello agisce come un intervento chirurgico di precisione a scala microscopica. È la differenza tra sparare con un fucile da caccia e usare un laser.
Il prossimo obiettivo del gruppo di ricerca è capire se LinCx possa effettivamente invertire i deficit sinaptici legati a disturbi di origine genetica. Se quella fase dovesse dare esiti positivi, si aprirebbe la porta alla possibile applicazione clinica sugli esseri umani. Si tratta della prima volta in assoluto che esiste uno strumento capace di controllare con questa precisione la comunicazione tra cellule nervose specifiche, e il fatto che non richieda alcuna fonte di energia esterna lo rende ancora più interessante dal punto di vista pratico. Il percorso da compiere resta lungo, ma le connessioni neuronali danneggiate potrebbero un giorno essere ripristinate con un approccio completamente diverso da qualsiasi cosa sia stata tentata finora.