Le cellule cerebrali di maschi e femmine rispondono in modo diverso allo stress

 

 

Un nuovo studio sui topi potrebbe aprire la strada a una terapia personalizzata per la depressione, l’ansia e altri disturbi legati allo stress noti per produrre effetti diversi su uomini e donne.

 

L’eccellenza scientifica richiede diversità – ricerca condotta da uomini e donne, da persone di diversa provenienza e con diverse visioni del mondo.

La necessità di diversità si estende agli esperimenti scientifici stessi, ma ancora oggi la stragrande maggioranza degli studi nelle scienze della vita sono fatti solo su topi maschi, il che potrebbe inficiare i risultati, così come la nostra capacità di estrapolare da loro informazioni per gli esseri umani.

Un nuovo studio condotto da ricercatori del Weizmann Institute of Science affronta questa sfida, rivelando con dettagli senza precedenti come il cervello dei topi maschi e femmine risponde in modo diverso allo stress.

Nello studio, pubblicato su Cell Reports, i ricercatori del laboratorio congiunto del Prof. Alon Chen presso l’Istituto Weizmann e l’Istituto Max Planck di Psichiatria di Monaco hanno scoperto che una sottocategoria di cellule cerebrali risponde allo stress in modo completamente diverso nei maschi e nelle femmine.

I risultati potrebbero portare a una migliore comprensione delle condizioni di salute colpite da stress cronico, come ansia, depressione e persino obesità e diabete, e potrebbero aprire la strada a terapie personalizzate per questi disturbi.

I disturbi mentali e fisici causati dallo stress cronico sono in costante aumento e colpiscono sia gli uomini che le donne, ma non necessariamente allo stesso modo.

Sebbene molte prove suggeriscano che uomini e donne affrontano lo stress in modo diverso, le cause di queste differenze non sono ancora completamente comprese e, in ogni caso, i trattamenti personalizzati per uomini e donne sono ancora al di fuori della portata della medicina.

Ma i ricercatori del laboratorio di Chen, specializzato nello studio della risposta allo stress, hanno ipotizzato che metodi di ricerca innovativi potrebbero aiutare a cambiare il quadro.

Precedenti studi in altri laboratori avevano scoperto alcune differenze sessuali nella risposta allo stress, ma questi risultati sono stati ottenuti utilizzando metodi di ricerca che potrebbero mascherare differenze significative nelle risposte di cellule specifiche o addirittura cancellare completamente i ruoli svolti da cellule relativamente rare.

Il laboratorio di Chen, al contrario, utilizza metodi avanzati che consentono agli scienziati di analizzare l’attività cerebrale a una risoluzione senza precedenti – a livello della singola cellula – e potrebbe quindi gettare nuova luce sulle differenze tra i sessi.

“Abbiamo indagato sull’area del cervello che funge da hub centrale della risposta allo stress nei mammiferi, il nucleo paraventricolare (PVN) dell’ipotalamo”, afferma la dott.ssa Elena Brivio, che ha guidato lo studio.

“Sequenziando le molecole di RNA in quella parte del cervello a livello della singola cellula, siamo stati in grado di mappare la risposta allo stress nei topi maschi e femmine lungo tre assi principali: come ogni tipo di cellula in quella parte del cervello risponde allo stress, come ogni tipo di cellula precedentemente esposta allo stress cronico risponde a una nuova esperienza di stress e come queste risposte differiscono tra maschi e femmine”.

I ricercatori hanno mappato l’espressione genica in più di 35.000 singole cellule, generando un’enorme quantità di dati che forniscono un quadro della risposta allo stress che non ha precedenti nella sua portata e nell’evidenziare le differenze tra il modo in cui maschi e femmine percepiscono ed elaborano lo stress.

Come parte dello studio, e in linea con i principi della scienza ad accesso aperto, i ricercatori hanno deciso di rendere l’intera mappatura dettagliata disponibile al pubblico su un sito web interattivo dedicato, aperto nello stesso momento in cui lo studio è stato pubblicato, fornendo ad altri ricercatori un accesso comodo e intuitivo ai dati.

“Il sito web, ad esempio, consentirà ai ricercatori che si stanno concentrando su un gene specifico di vedere come l’espressione di quel gene cambia in un certo tipo di cellula in risposta allo stress, sia nei maschi che nelle femmine”, spiega Brivio.

La mappatura completa ha già permesso ai ricercatori di identificare una lunga lista di differenze nell’espressione genica, tra maschi e femmine e tra stress cronico e acuto.

I dati hanno mostrato, tra l’altro, che alcune cellule cerebrali rispondono in modo diverso allo stress nei maschi e nelle femmine: alcune cellule sono più suscettibili allo stress nelle femmine e alcune allo stress nei maschi.

La differenza più significativa è stata trovata in un tipo di cellula cerebrale chiamata oligodendrocita – un sottotipo di cellula gliale che fornisce supporto alle cellule nervose e svolge un ruolo importante nella regolazione dell’attività cerebrale.

Nei maschi, l’esposizione a condizioni di stress, in particolare lo stress cronico, ha cambiato non solo l’espressione genica in queste cellule e le loro interazioni con le cellule nervose circostanti, ma anche la loro stessa struttura.

Nelle femmine, tuttavia, non è stato osservato alcun cambiamento significativo in queste cellule e non erano suscettibili all’esposizione allo stress.

“I neuroni attirano la maggior parte dell’attenzione scientifica, ma costituiscono solo circa un terzo di tutte le cellule del cervello. Il metodo che abbiamo implementato ci consente di vedere un quadro molto più ricco e completo, compresi tutti i tipi di cellule e le loro interazioni nella parte del cervello in studio”, afferma il dottor Juan Pablo Lopez, ex borsista post-dottorato nel gruppo di Chen e ora capo di un gruppo di ricerca presso il Dipartimento di Neuroscienze dell’Istituto Karolinska in Svezia.

Diversità di base

Fino al 1980, gli studi clinici di nuovi farmaci sono stati condotti solo sugli uomini. L’opinione accettata era che includere le donne non era necessario e che avrebbe solo complicato la ricerca, mettendo in gioco nuove variabili come le mestruazioni e i cambiamenti ormonali.

Per gli stessi motivi, gli studi preclinici hanno evitato l’uso di animali femmina fino a poco tempo fa. Ma è ormai noto che la variabilità tra gli animali maschi, a livello molecolare e comportamentale, è solitamente maggiore che tra le femmine, quindi non c’è motivo di supporre che le femmine complicherebbero gli esperimenti più dei maschi.

Tuttavia, nella ricerca di base è ancora comune condurre esperimenti solo sui maschi. “I nostri risultati mostrano che, quando si tratta di condizioni di salute legate allo stress, dalla depressione al diabete, è molto importante prendere in considerazione la variabile sessuale, poiché ha un impatto significativo su come le diverse cellule cerebrali rispondono allo stress”, spiega Chen.

“Anche se uno studio non si concentra specificamente sulle differenze tra maschi e femmine, è essenziale includere animali femmina nella ricerca, specialmente nelle neuroscienze e nelle scienze comportamentali, così come è importante implementare i metodi di ricerca più sensibili, al fine di ottenere un quadro il più completo possibile dell’attività cerebrale”, aggiunge Brivio.