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Gli antibiotici naturali prodotti nelle ferite aumentano il sonno e la sopravvivenza dopo un infortunio

Verme C. elegans che esprime un gene (in verde) che promuove la produzione delle molecole antimicrobiche (AMP). Credito: Henrik Bringmann

Il sonno è la migliore medicina, come dice un vecchio detto. In effetti, gli studi hanno dimostrato che un sonno più lungo porta a un migliore recupero. Non sorprende che il nostro cervello reagisca a un infortunio prolungando il nostro sonno. Ma come succede? Come fa il cervello a sapere della ferita? C’è qualche tipo di messaggio a lungo raggio inviato al cervello dalla ferita?

Un team di scienziati si è concentrato su queste domande osservando le lesioni e il sonno nei vermi. “Il verme C. elegans è l’animale più semplice che potremmo esaminare per studiare il sonno. È un modello che consente un’ampia gamma di tecniche di biologia molecolare per esplorare i processi biologici fondamentali in dettaglio”, spiega il prof. Bringmann, capo del gruppo di ricerca presso il Centro di biotecnologia (BIOTEC) della TU di Dresda e capogruppo ospite presso l’Istituto Max Planck di Chimica Biofisica.

Un team guidato dal Prof. Bringmann ha iniziato cercando i geni responsabili del prolungamento del sonno nei vermi. Hanno condotto uno screening genetico su larga scala e analizzato oltre 4.500 diverse mutazioni genetiche. Uno dei geni che hanno trovato ha attirato la loro particolare attenzione. L’aumento dell’attività di quel gene ha portato a un enorme aumento della produzione di peptidi antimicrobici (AMP). Gli AMP sono antibiotici naturali che il corpo produce all’interno della ferita per combattere i patogeni a livello locale.

Per scoprire la connessione tra i peptidi antimicrobici e la segnalazione del sonno, gli scienziati di Dresda hanno lavorato con gli immunologi, la dottoressa Nathalie Pujol e la dottoressa Jonathan Ewbank del Centre d’Immunologie de Marseille-Luminy (CIML) in Francia. Insieme, il team ha manipolato l’espressione genica dei vermi. Hanno interrotto la produzione degli antibiotici naturali e hanno esaminato cosa succede ai vermi feriti. Quello che suona come premere un interruttore non era in realtà un compito facile. Si è scoperto che i peptidi antimicrobici sono altamente ridondanti. Gli scienziati hanno scoperto che un totale di 19 geni diversi responsabili della produzione di AMP dovevano essere disattivati ​​simultaneamente per osservare una differenza sorprendente. “Abbiamo visto che i vermi che non producevano peptidi antimicrobici dormivano molto meno a seguito di un infortunio”, spiega il Prof.Bringmann. “Normalmente, i vermi sopravvivono alle ferite abbastanza bene. Tuttavia, abbiamo osservato che la perdita di sonno aumenta il numero di vermi che non sono sopravvissuti a una ferita apparentemente non minacciosa”, aggiunge il Prof. Bringmann.

I ricercatori potrebbero dimostrare che una volta rilasciati dalla ferita della pelle, gli AMP agiscono come un messaggero e attivano i recettori nel cervello. Questa attivazione funziona come un interruttore e spinge ulteriormente i neuroni del sonno ad aumentare il sonno. “È noto da tempo che gli AMP agiscono localmente, ma il nostro lavoro ha suggerito che agiscono anche come molecole messaggere a lungo raggio per segnalare la necessità di dormire dalle ferite al sistema nervoso”, afferma il Prof. Bringmann.

Questi risultati rafforzano ulteriormente il ruolo del sonno nel recupero dagli infortuni. “Poiché il sonno si verifica praticamente in tutti gli animali, i nostri risultati suggeriscono come il sonno potrebbe essere cruciale per recuperare e sopravvivere a un infortunio non solo per i vermi di C. elegans ma anche per altri animali e forse anche per gli esseri umani”, conclude il prof. Bringmann. Il suo gruppo è finanziato dall’European Research Council (ERC) Starting Grant SLEEPCONTROL.

I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Current Biology .

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