I componenti del Laboratorio Spinal marzo 2014

L’ossitocina in quantità nanomolare sinergizza
con una debole stimolazione elettrica afferente per attivare il CPG Locomotorio del midollo spinale di ratto in vitro
Francesco Dose, Patrizia Zanon, Tamara Coslovich, Giuliano Taccola

Questo lavoro è stato sostenuto dalla Fondazione Vertical

La pubblicazione scientifica rappresenta la principale forma di comunicazione ufficiale della comunità scientifica tramite la quale i singoli ricercatori o i gruppi di ricerca rendono pubblici i metodi ed i risultati dei propri lavori scientifici
Le pubblicazioni sono regolamentate da procedure di accettazione e di valutazione dei lavori presentati; tali procedure sono mirate a stabilire quali lavori scientifici posseggano i requisiti necessari per essere pubblicati. I lavori scientifici che superano tali procedure vengono pubblicati, divenendo così pubblicazione scientifica.
Gli articoli sono generalmente inviati dagli autori ai membri del comitato editoriale della rivista. Questi sottopongono il manoscritto a due o più referees, esperti nel settore scientifico trattato dall’autore della pubblicazione, che redigono un parere motivatamente favorevole o contrario alla pubblicazione (referee’s report), sulla base della correttezza, completezza, originalità e rilevanza del lavoro.
Si verifica molto di frequente che i referees indichino modifiche o correzioni necessarie affinché il manoscritto possa essere accettato: il report (responso) di ciascun referee è inviato agli autori del lavoro, senza l’indicazione dell’identità del referee; gli autori possono quindi inviare una nuova versione dell’articolo che tenga conto dei rilievi formulati, o anche contestare le obiezioni mosse. Il processo di revisione paritaria, pertanto, oltre a costituire un filtro che assicuri l’attendibilità scientifica della pubblicazione, determina spesso una rielaborazione più o meno ampia del manoscritto originale, in collaborazione fra autori e referees. (Wikipedia.org/wiki/Pubblicazione_scientifica)

Hanno accettato la pubblicazione del nostro articolo su PLoS One (Public Library of Science) una rivista scientifica generalista (affronta ogni campo della scienza un po’ come Nature o Science…) completamente open access sul web nel senso che può essere consultata da chiunque senza dover pagare.
L’articolo si intitola “Nanomolar oxytocin synergizes with weak electrical afferent stimulation to activate the locomotor CPG of the rat spinal cord in vitro”. Tratta degli effetti farmacologici sul midollo spinale dell’ossitocina (un peptide di 9 aminoacidi che nel sistema nervoso centrale modula la comunicazione tra i neuroni). Questa molecola attualmente è sottoposta a diversi trial clinici per numerosi disturbi del sistema nervoso.

Le osservazioni che abbiamo ottenuto dai primi esperimenti condotti da Giuliano Taccola, quindi da Tamara Coslovich e poi da Patrizia Zanon (vedi altri articoli sul blog) sono state molto entusiasmanti perché sembrava che l’ossitocina fosse in grado di facilitare l’attività ritmica dei circuiti spinali in vitro alla base della locomozione.
Nel nostro laboratorio abbiamo testato la sostanza in combinazione con la stimolazione elettrica sotto-soglia del midollo spinale in vitro e abbiamo dimostrato con rigore statistico che l’ossitocina a concentrazioni molto basse (nanomolari,
10^-9 moli per litro) e quindi con grande selettività, è in grado di sinergizzare il FListim. Per sinergia si intende che l’effetto della combinazione dei due fattori (stimolazione elettrica + farmaco) è superiore a quello ottenuto dalla semplice somma degli effetti di ciascuno dei due quando applicato singolarmente . Quindi l’ampiezza della stimolazione elettrica può essere ridotta ulteriormente mantenendo invariata l’efficacia di FListim nell’attivare i circuiti locomotori spinali. La cosa ci è sembrata molto promettente perché il neuropeptide studiato, a differenza di altre sostanze che già attivano o interagiscono con i circuiti in vitro, è una molecola sottoposta a valutazione clinica anche se con altre indicazioni.

L’efficacia della combinazione di stimolazione elettrica e farmacologica suggeriscono l’introduzione di nuove terapie sperimentali, che potrebbero portare a nuove modalità di approccio per la cura delle persone che hanno subito una lesione al midollo spinale. L’ulteriore riduzione dell’intensità di stimolazione elettrica potrebbe infatti diminuire la comparsa di effetti collaterali dovuti alla stimolazione elettrica ripetuta.

Questa pubblicazione vi ha richiesto molto impegno, molto lavoro?
Sì, moltissimo perché abbiamo dovuto effettuare diversi esperimenti soprattutto a livello intracellulare, una tecnica molto difficile: si deve cercare di penetrare attraverso la membrana della cellula con un elettrodo per registrare l’effetto del neuropeptide sul singolo motoneurone.
Il lavoro iniziato da Giuliano Taccola è stato ripreso da Tamara Coslovich insieme a Patrizia Zanon. Quando Patrizia ha terminato il suo lavoro di preparazione della tesi di laurea, si è inserito Francesco Dose che ha continuato le registrazioni.

Quanto tempo ci è voluto per arrivare alla pubblicazione del lavoro?
Se consideriamo che Patrizia ha incominciato nell’aprile del 2012, si può dire che sono passati quasi due anni.

Questo lavoro mi sembra decisamente importante soprattutto pensando alla riabilitazione.
La possibilità di ridurre l’intensità di stimolazione riduce gli effetti collaterali con un grande vantaggio nel prospettiva di una futura e possibile applicazione clinica.

Vi faccio una domanda che vi ripeto spesso e continuo a rimanere sorpresa dalla risposta: quante volte avete dovuto ripetere gli esperimenti?
Tantissime. Durante due anni, per cinque giorni alla settimana, abbiamo continuato a fare esperimenti. Accade anche, come ci è successo nelle ultime settimane, a seguito delle ulteriori prove che ci hanno richiesto i referees, che si facciano tre/quattro esperimenti al giorno. Tutto questo per garantire la solidità statistica dei nostri risultati (ossia risponde alla domanda: è stato un caso o succede ogni volta così?) e la riproducibilità delle nostre osservazioni da parte della comunità scientifica internazionale (le conclusioni raggiunte sono sempre vere anche se testate da altri ricercatori in un’altra parte del mondo?). E’ una questione di responsabilità, bisogna diffondere solo dati che sono stati sottoposti ad un rigoroso vaglio statistico.

Avete avuto suggestioni nuove per il vostro di ricerca? Manca forse lavoro?
Abbiamo aggiunto un tassello che mancava nella definizione delle sostanze in grado di agire sul midollo spinale e selettivamente dirette a facilitare l’attività dei circuiti neuronali per la locomozione.
Il campo è ancora aperto e solo in parte conosciuto. Basti pensare che ad oggi non esiste una farmacologia che abbia come bersaglio terapeutico i circuiti locomotori spinali.
Inoltre credo vada apprezzato come, pur consapevoli di eseguire ricerca di base su preparazioni sperimentali, cerchiamo di indirizzare la nostra attenzione verso molecole che potrebbero avere in futuro un possibile impiego clinico, ma solo se prima adeguatamente confermate da studi sull’uomo eseguiti da parte di ricercatori clinici.
Non basta solo la parte sperimentale anche se questa risulta fondamentale per individuare i meccanismi ed il funzionamento. Puoi fare congetture che però poi a livello clinico potrebbero rivelarsi non efficaci. D’altro canto, è nei laboratori di base che possono nascere soluzioni originali che possano rivoluzionare l’approccio attuale alle lesioni spinali. Per questo è importante mantenere in contatto il mondo della ricerca di base e quello della clinica. Se ti chiudi in laboratorio puoi perdere la direzione ma fare ricerca in Spinal, soprattutto per un giovane ricercatore, significa condividere luoghi e situazioni proprie di un contesto di cura che richiede spunti e idee nuove dalla Ricerca biomedica di base.