Axolotl: la rigenerazione arriva fino al cervello

Un axolotl adulto perde una porzione del cervello — non la coda, non una zampa: il tessuto nervoso vero e proprio, quello che nei mammiferi non torna mai indietro. Nel giro di poche settimane quella porzione ricresce. Non una cicatrice, non un tappo di cellule gliali: neuroni nuovi, degli stessi tipi che sono andati persi, nelle stesse proporzioni di prima. La axolotl rigenerazione cervello non è una leggenda da acquario esotico: è un risultato pubblicato su una rivista scientifica peer-reviewed, ed è tra le cose più difficili da spiegare nella biologia della rigenerazione.

Cosa hanno tagliato, davvero

Nel 2016 un gruppo di ricercatori di Harvard e del Boston Children’s Hospital ha rimosso chirurgicamente una parte del pallio — la regione dell’axolotl che corrisponde, con parecchie cautele nel paragone, alla corteccia cerebrale dei mammiferi. Hanno poi osservato l’animale per mesi. Lo studio, pubblicato su eLife, ha mostrato che il tessuto asportato non si limitava a rimarginarsi: si ricostruiva. E si ricostruiva riproducendo la stessa varietà di tipi neuronali che c’era prima del taglio, nelle stesse quantità relative.

È il dettaglio che ha sorpreso di più i ricercatori: il cervello dell’axolotl sembra “sapere” quali cellule mancano, e produce esattamente quelle, non un impasto generico di neuroni qualunque.

Per marcare le cellule nuove, i ricercatori hanno usato un colorante fluorescente iniettato subito dopo il taglio: qualunque cellula nata dopo quel momento si accendeva al microscopio. Nell’arco di circa tre mesi, l’area colorata — segno di tessuto rigenerato — aveva riempito quasi per intero lo spazio lasciato vuoto dall’asportazione, con gli stessi sei tipi di neuroni corticali che il pallio aveva prima del taglio, nella stessa proporzione relativa registrata negli animali di controllo mai operati.

Axolotl rigenerazione cervello: il limite che resta

Non è una rigenerazione perfetta. I neuroni nuovi maturano, si integrano nei circuiti locali, rispondono agli stimoli — ma non sempre riescono a ristabilire le connessioni a lunga distanza che i neuroni originali avevano con altre regioni del cervello. È come ricostruire un quartiere dopo un terremoto: le case tornano, le strade interne funzionano, ma certi collegamenti con l’altro capo della città restano interrotti. Gli autori dello studio hanno lasciato aperta proprio questa domanda: come fa il tessuto rigenerato a “sapere” cosa ricostruire, se poi non sa sempre dove ricollegarlo?

Un aggiornamento dal 2022

Un secondo studio, uscito su Science nel 2022, ha usato una tecnica di sequenziamento a singola cellula per mappare l’intero processo, dal danno alla ricrescita. Ha identificato cellule progenitrici che si attivano specificamente nella zona lesa e che sembrano coordinare la produzione dei tipi cellulari mancanti. In pratica: non è un evento singolo di riparazione, è un programma di ricostruzione che si accende passo dopo passo, quasi cellula per cellula.

Perché un mammifero non può fare lo stesso

La domanda ovvia è: perché noi no? Una parte della risposta ha a che fare con la neotenia. L’axolotl non completa mai la metamorfosi che trasforma le altre salamandre in adulti terrestri: resta per tutta la vita in una condizione che gli altri anfibi attraversano solo da giovani, branchie comprese. Quella condizione sembra tenere “aperti” più a lungo certi programmi genetici di sviluppo — gli stessi che, in altri vertebrati, si spengono presto e restano silenziati per sempre.

Lo stesso animale che ricostruisce arti interi, del resto, ricostruisce entro certi limiti anche parte del proprio sistema nervoso centrale — non è un caso isolato nel mondo della rigenerazione degli anfibi. Ed è lo stesso principio — geni presenti ma silenziati, non persi — che negli ultimi anni si sta studiando anche nei mammiferi: uno studio recente su topi ha riacceso artificialmente il programma di rigenerazione degli arti agendo su un singolo gene rimasto spento dalla nascita.

Cosa cambia per la ricerca sul cervello umano

Nessuno propone di riaccendere nell’uomo lo stesso interruttore dell’axolotl: il cervello umano ha una complessità di connessioni che non si avvicina nemmeno lontanamente a quella di una salamandra. Ma il principio — cellule progenitrici che riconoscono il tipo di danno e rispondono producendo esattamente i neuroni mancanti — è il tipo di meccanismo che la ricerca sulle lesioni cerebrali e sull’ictus vorrebbe capire meglio, anche solo per intuire perché nell’uomo quel meccanismo non si attiva quasi mai.

L’axolotl resta per ora l’unico vertebrato in cui questo tipo di rigenerazione cerebrale è stato documentato con questa precisione. Non ricostruisce un cervello identico a se stesso in ogni dettaglio. Ma ricostruisce abbastanza, e nel modo giusto, da continuare a funzionare — cosa che nessun mammifero, uomo compreso, è mai riuscito a fare.

La rigenerazione non è un’esclusiva dei vertebrati: la medusa immortale Turritopsis dohrnii risolve il problema in modo ancora più radicale, tornando indietro allo stadio giovanile invece di limitarsi a ricostruire un tessuto danneggiato.