Le neurotrofine costituiscono una famiglia di piccoli messaggeri proteici ​​che svolgono un ruolo fondamentale sia nel sistema nervoso centrale che in quello periferico. Le principali funzioni di queste proteine ​​sono la regolazione della crescita della fibra nervosa (assone), la differenziazione neuronale e la plasticità sinaptica.

La prima neurotrofina, il Nerve Growth Factor (NGF), fu descritta da Rita Levi Montalcini l’11 giugno 1951, mentre la scienziata studiava i fattori di sopravvivenza cellulare. Fu una scoperta seminale capace di costituire un modello per importantissimi sviluppi successivi e che le valse il conferimento del premio Nobel nel 1986.

Ad oggi, sono note nei mammiferi quattro neurotrofine: il già citato NGF, il Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF), la neurotrofina-3 (NT-3) e la neurotrofina-4 (NT-4). Essi sono derivati ​​da un gene ancestrale comune e si assomigliano moltissimo nella sequenza degli aminoacidi e nella forma.

Tuttavia, non è il NGF la neurotrofina più importante, bensì il BDNF. Non soltanto perchè è la più abbondante nel cervello, ma perché può essere trasportata all’esterno del cervello attraverso la barriera emato-encefalica ed agire perifericamente. Inoltre, il BDNF è prodotto anche dalle cellule muscolari scheletriche e questo potrebbe essere un fattore di grande importanza per spiegare la frequente associazione di malattie neurodegenerative in soggetti sarcopenici.  Questa neurotrofina è essenziale per la sopravvivenza neuronale durante lo sviluppo e la formazione delle reti neuronali nel cervello, regola la sinaptogenesi, la trasmissione e la plasticità sinaptica, svolgendo un ruolo cruciale soprattutto nei meccanismi di apprendimento e memoria. Uno studio preclinico ha dimostrato che il deficit cronico di BDNF porta a un deficit nell’apprendimento correlato all’età e che il BDNF è in grado di interagire con i radicali dell’ossigeno (ROS) che sono noti per essere alla base dell’invecchiamento, delle malattie neurodegenerative e di alcuni disturbi neuropsichiatrici.

Esistono ormai numerose prove che un deficit di BDNF possa contribuire alla patogenesi di importanti malattie neurodegenerative come le malattie di Huntington, Alzheimer e Parkinson. Pertanto, la ricerca attuale è focalizzata sulla possibilità di mettere a punto una “terapia BDNF” capace di aumentare i livelli endogeni di BDNF agendo su obiettivi molecolari mirati.

 

Bibliografia

  • Levi-Montalcini R. The nerve growth factor 35 years later. Science. 1987;237:1154–62.
  • Matthews VB et al. Brain-derived neurotrophic factor is produced by skeletal muscle cells in response to contraction and enhances fat oxidation via activation of AMP-activated protein. Diabetologia. 2009;52(7):1409‐18.
  • Petzold A et al. Chronic BDNF deficiency leads to an age-dependent impairment in spatial learning. Neurobiol Learn Mem. 2015;120:52‐60.
  • Zuccato C, Cattaneo E. Brain-derived neurotrophic factor in neurodegenerative diseases. Nat Rev Neurol. 2009;5(6):311‐322.