Per combattere la depressione dobbiamo concentrarci sull’olfatto?

Uno studio condotto dai ricercatori della NYU Grossman School of Medicine e dell’Università di Szeged in Ungheria, ha scoperto che il ripristino di alcuni segnali in una regione del cervello che elabora gli odori contrasta la depressione.

Pubblicati sulla rivista Neuron online lo scorso 9 maggio, i risultati dello studio riguardano alcuni neuroni che emettono segnali elettrici per trasmettere informazioni. Negli ultimi anni i ricercatori hanno compreso che una comunicazione efficace tra le regioni cerebrali richiede che gruppi di neuroni sincronizzino i loro modelli di attività in periodi ripetitivi (oscillazioni) di silenzio congiunto seguito da attività congiunta. Uno di questi ritmi, chiamato “gamma“, si ripete circa 30 volte o più in un secondo ed è un modello di temporizzazione importante per la codifica di informazioni complesse, comprese le emozioni.

Ora, anche se le sue cause rimangano poco conosciute, secondo studi passati la depressione si riflette nei cambiamenti delle oscillazioni gamma, come marker elettrofisiologico della malattia nelle regioni cerebrali che gestiscono l’olfatto, anch’esse legate alle emozioni. Queste regioni includono il bulbo olfattivo adiacente alla cavità nasale, che si pensa sia una fonte e un “conduttore” di oscillazioni gamma a livello cerebrale.

Per verificare questa teoria, gli autori dello studio hanno disattivato la funzione del bulbo olfattivo utilizzando tecniche genetiche e di segnalazione cellulare, osservando un incremento dei comportamenti depressivi nei roditori dello studio. Hanno dunque invertito questi comportamenti utilizzando un dispositivo che ha potenziato i segnali gamma del cervello al loro ritmo naturale.

“I nostri esperimenti hanno rivelato un legame meccanicistico tra la carenza di attività gamma e il declino comportamentale nei topi e nei modelli di depressione, con cambiamenti di segnale nel sistema olfattivo e nel sistema limbico connesso simili a quelli osservati nei pazienti depressi“, ha dichiarato l’autore dello studio Antal Berényi, professore assistente aggiunto presso il Dipartimento di Neuroscienze e Fisiologia della NYU Langone Health. “Questo lavoro dimostra la potenza del potenziamento gamma come potenziale approccio per contrastare la depressione e l’ansia nei casi in cui i farmaci disponibili non sono efficaci”.

Un nuovo legame tra segnali gamma ed emozioni

I cambiamenti nella tempistica e nella forza dei segnali gamma, causati ad esempio da infezioni, traumi o farmaci, dal bulbo olfattivo ad altre regioni cerebrali del sistema limbico, come la corteccia piriforme e l’ippocampo, possono alterare le emozioni. Tuttavia, il team di ricerca non è sicuro del perché: secondo una teoria, la depressione non insorge all’interno del bulbo olfattivo, ma in seguito a modifiche dei suoi modelli gamma in uscita verso altri bersagli cerebrali.

La rimozione del bulbo rappresenta un vecchio modello animale per lo studio della depressione maggiore, ma il processo causa danni strutturali che possono offuscare la visione dei ricercatori sui meccanismi della malattia. Il team di ricerca attuale ha quindi ideato un metodo reversibile per evitare i danni, partendo da un singolo filamento di DNA ingegnerizzato incapsulato in un virus innocuo, che iniettato nei neuroni dei bulbi olfattivi dei roditori ha fatto sì che le cellule costruissero determinati recettori proteici sulla loro superficie.

In questo modo i ricercatori hanno potuto iniettare nei roditori un farmaco, che si diffondeva in tutto il sistema, ma spegneva solo i neuroni del bulbo che erano stati modificati per avere i recettori sensibili al farmaco. Così facendo, i ricercatori hanno potuto spegnere in modo selettivo e reversibile la comunicazione tra le regioni cerebrali partner del bulbo. Questi test hanno rivelato che la soppressione cronica dei segnali del bulbo olfattivo, compresi quelli gamma, non solo induceva comportamenti depressivi durante l’intervento, ma anche nei giorni successivi.

Per dimostrare l’effetto della perdita dell’oscillazione gamma nel bulbo olfattivo, l’équipe ha utilizzato diversi test standard della depressione nei roditori, comprese le misure dell’ansia che è uno dei suoi sintomi principali. Il campo riconosce che i modelli animali delle condizioni psichiatriche umane sono limitati e quindi utilizza una batteria di test per misurare i comportamenti depressivi che si sono dimostrati utili nel tempo.

In particolare, i test hanno esaminato quanto tempo gli animali trascorrevano in uno spazio aperto (una misura dell’ansia), se smettevano di nuotare prima quando erano immersi (misura della disperazione), se smettevano di bere acqua zuccherata (provavano meno piacere nelle cose) e se rifiutavano di entrare in un labirinto (evitavano le situazioni stressanti).

I ricercatori hanno poi utilizzato un dispositivo personalizzato che ha registrato le oscillazioni gamma naturali del bulbo olfattivo e ha inviato questi segnali ritmati al cervello dei roditori sotto forma di stimolazione elettrica ad anello chiuso. Il dispositivo è stato in grado di sopprimere le oscillazioni gamma negli animali sani o di amplificarle. La soppressione delle oscillazioni gamma nel lobo olfattivo ha indotto comportamenti simili alla depressione negli esseri umani. Inoltre, l’immissione di un segnale amplificato del bulbo olfattivo nel cervello di ratti depressi ha ripristinato la normale funzione gamma nel sistema limbico e ha ridotto i comportamenti depressivi del 40% (quasi alla normalità).