Un metabolita semplice come l’acetato può potenziare la memoria agendo sull’epigenetica dell’ippocampo. In un nuovo studio sui topi, l’effetto emerge soprattutto nelle femmine e solo durante l’apprendimento, rivelando un legame stretto tra metabolismo, regolazione genica e differenze di genere nelle funzioni cognitive
Negli ultimi anni, la ricerca ha messo in luce come l’attività metabolica dei tessuti possa influenzare le modifiche epigenetiche degli organi. In altre parole, molecole prodotte dall’attività metabolica dell’organismo possono agire sul DNA, modificandone non la sequenza ma la leggibilità e, di conseguenza, regolando l’espressione dei geni.
Questi meccanismi si verificano anche nel cervello e arrivano a influenzare processi complessi come apprendimento e memoria. Sono osservazioni recenti e in gran parte ancora da esplorare. Ora, un nuovo studio condotto nei topi indaga un meccanismo particolare che coinvolge una piccola molecola, l’acetato, e chiama in causa proprio l’epigenetica della memoria. Ma che rivela anche un’importante differenza tra maschi e femmine.
Dall’alcol all’epigenetica della memoria
Una delle modifiche epigenetiche più note è detta acetilazione degli istoni: prevede l’aggiunta di gruppi acetile a specifiche proteine legate al DNA, favorendo la trascrizione di quest’ultimo (e quindi la sintesi delle proteine codificate dai geni corrispondenti). A livello celebrale, l’acetilazione degli istoni è già nota sia per il suo ruolo in processi adattativi, come la formazione di memorie a lungo termine, sia per il suo coinvolgimento in alcuni disturbi psichiatrici, come la depressione e i disturbi da sostanze d’abuso.
Guardiamo proprio questi ultimi, perché è anche da qui che parte il nuovo studio. In particolare, dal metabolismo dell’alcol originano molecole di acetato, che a sua volta può essere convertito in acetil-CoA. Quest’ultima molecola agisce da “donatrice” di gruppi acetile per l’acetilazione degli istoni, e studi precedenti avevano evidenziato come l’acetato derivato dall’alcol faciliti la formazione di memorie associate all’alcol, e dunque abbia un ruolo rilevante nello sviluppo di dipendenza.
Ma, si è chiesto il gruppo di ricerca che ha condotto il nuovo lavoro, l’acetato può migliorare la memoria generale, anche senza essere derivato dall’alcol? Perché, se lo fosse, si aprirebbero interessanti prospettive terapeutiche, per esempio per patologie caratterizzate da declino cognitivo.
Quando il metabolismo incontra l’ippocampo
Per capirlo, ricercatori e ricercatrici hanno somministrato ai topi acetato oppure soluzione salina (nel campione di controllo) e poi ne hanno valutato la memoria spaziale e quella legata agli oggetti con due test classici. Nel primo, detto Novel Object Location, si mostrano al topo due oggetti e poi se ne sposta uno, per verificare se ricorda la posizione originale (in tal caso, esplorerà d più l’oggetto spostato). Nel secondo, il Novel Object Recognition, si mostrano al topo due oggetti e poi se ne sostituisce uno e si valuta se ricorda di più quello familiare (in tal caso, esplorerà di più quello nuovo). In generale, quindi, un’esplorazione maggiore dell’oggetto spostato/nuovo è indice di una miglior memoria. È proprio quanto osservato dal gruppo di ricerca, che ha notato come la memoria migliorasse nei topi cui era stato somministrato l’acetato – e anche come l’effetto fosse più significativo nelle femmine.
La seconda parte dell’esperimento ha richiesto l’eutanasia dei topi: il gruppo di ricerca doveva infatti analizzare le modificazioni epigenetiche avvenute nel cervello, guardando sia l’acetilazione degli istoni sia come fosse cambiata l’espressione di specifiche proteine. Questo ha permesso di osservare come l’acetato avesse aumentato l’acetilazione di una particolare istone, che si è rivelata molto specifica sia per il sesso (l’acetilazione era presente nelle femmine ma non nei maschi) sia per regione cerebrale (coinvolgeva in particolare nell’ippocampo dorsale). Cambia anche l’espressione dei geni, perché si attivano quelli coinvolti nella plasticità sinaptica e nella memoria; anche in questo caso, l’effetto è decisamente più forte nelle femmine.
Sebbene sia piuttosto intuitivo, è comunque importante evidenziare che, comunque, non è l’acetato da solo a creare la memoria. Semmai, evidenzia lo studio, potenzia i processi di apprendimento.
«I nostri risultati suggeriscono che il trattamento con acetato potrebbe essere un approccio promettente e non invasivo per il potenziamento della memoria, soprattutto nelle femmine, che sono più interessate rispetto ai maschi dal declino cognitivo legato all’invecchiamento e dalla malattia di Alzheimer», scrive nelle conclusioni il gruppo di ricerca. Che, al contempo, specifica che saranno necessari ulteriori studi per capire meglio quanto avviene nelle femmine, e in particolare il possibile ruolo degli ormoni femminili nei processi che legano l’acetato alla memoria.
In termini più generali, questo studio rappresenta un’ulteriore conferma di come processi e organi anche apparentemente distanti tra loro siano in realtà collegati, anche molto profondamente. Evidenzia anche quello che è ancora, almeno in alcuni contesti, il ruolo imprescindibile dello studio degli animali: solo su questi, infatti, è possibile studiare meccanismi legati, per esempio, a sesso, memoria e apprendimento, che un modello in vitro non può certo mostrare.