Studio dei meccanismi neurochimici che sottostanno alle alterazioni biochimiche e comportamentali indotte dall'esposizione perinatale a diversi stressors. Influenza di una gentile e protratta manipolazione.

Lo stress è un fattore di rischio per l’insorgenza di disordini metabolici, cardiovascolari ed immunitari e neuropsichiatrici. Gli eventi stressanti perinatali possono influenzare il fisiologico sviluppo neurale e comportamentale della progenie dei mammiferi. Le modificazioni neurochimiche e comportamentali dipendono dalle caratteristiche dell'evento stressante, in relazione allo sviluppo dei sistemi neurali della prole. Ratti sottoposti a severi e prolungati stimoli stressogeni durante la vita intrauterina mostrano anomalie comportamentali quali aumentate risposte emozionali, comportamenti simil-depressivi, peggiorate capacità cognitive, mentre stress prenatali brevi o di moderata intensità inducono effetti opposti. Il substrato neurobiologico delle alterazioni comportamentali stress-indotte descritte è rappresentato dall'asse Ipotalamo-Ipofisi-Surrene. Infatti, dipendentemente dalla natura dello stress, la funzionalità dell'asse può essere peggiorata, nel caso di stress intensi e prolungati, o implementata nel caso di stressors acuti e moderati. I meccanismi attraverso cui uno stress somministrato alla madre determina effetti neuroendocrini e comportamentali nella prole, riconoscono verosimilmente l'innalzamento dei livelli del corticosterone materno, conseguente allo stress. Il corticosterone infatti influenza i livelli dei fattori di crescita neurotrofici, BDNF e NGF, cruciali per la sopravvivenza e la plasticità neuronale modulando il loro ruolo come messaggeri intercellulari stress-correlati e determinando un imprinting sulla reattività nella progenie. Alterazioni precoci dell'interazione madre-neonato possono influenzare diversi sistemi neurotrasmettitoriali, esercitando effetti duraturi su vari parametri stress-correlati. Una precoce e breve separazione dalla madre, durante le prime settimane di vita aumenta l'intensità delle cure materne e riduce lo stato emozionale nella progenie adulta. Al contrario una prolungata separazione deteriora le risposte adattative. Date queste premesse, l'obbiettivo del nostro progetto consiste nell'individuazione delle alterazioni neurochimiche sottostanti le modificazioni comportamentali indotte da stressors perinatali di diversa intensità e durata nella prole di ratto. Saranno valutati: l’espressione dei recettori per i corticosteroidi nell’ippocampo, il rilascio di dopamina e serotonina, implicate nella regolazione dell’emozionalità e delle funzioni cognitive, il neuropeptide Y, neuromodulatore inversamente correlato con l’attivazione dell’asse IIS, l’espressione di fattori di crescita, quali il BDNF. Inoltre l’influenza di precoci manipolazioni postnatali sugli effetti stress-indotti sarà investigata. I risultati di tale ricerca potranno chiarire i meccanismi molecolari che sottostanno alle risposte allo stress, e individuare possibili markers biochimici predittivi di future alterazioni funzionali dovute all’esposizione ad aberranti stimoli ambientali nelle fasi precoci della vita.

Obiettivi L'obbiettivo del nostro progetto di ricerca consiste nell'individuazione delle alterazioni neurochimiche che sottostanno alle modificazioni comportamentali conseguenti all'esposizione a stress perinatali di diversa intensità e durata, e quindi con differente impatto sulla funzionalità dell'asse IIS nella prole di ratto. In particolare valuteremo l’espressione dei recettori per i corticosteroidi nell’ippocampo, il rilascio di dopamina e serotonina, implicate nella regolazione dell’emozionalità e delle funzioni cognitive, il neuropeptide Y, neuromodulatore inversamente correlato con l’attivazione dell’asse IIS, l’espressione di fattori di crescita, quali il BDNF, cruciali per la funzionalità dell’asse IIS. Inoltre l’influenza di precoci manipolazioni postnatali di diversa natura sugli effetti stress-indotti sarà investigata. I risultati di tale ricerca potranno chiarire i meccanismi molecolari che sottostanno alle risposte allo stress, e individuare possibili markers biochimici predittivi per lo sviluppo di patologie neuropsichiatriche. Infatti l’esposizione ad aberranti stimoli ambientali nelle fasi precoci della vita, in grado di influenzare il normale sviluppo del SNC, gioca un ruolo nell’insorgenza della schizofrenia e dei disturbi del tono dell'umore. Ci sembra particolarmente interessante individuare nelle cure materne uno strumento importante che agendo sulla plasticità neuronale possa correggere nella prole gli squilibri neurochimici e comportamentali provocati da precoci eventi stressanti. Metodologie Modalità di esecuzione Il progetto di ricerca " Studio dei meccanismi neurochimici che sottostanno alle alterazioni biochimiche e comportamentali indotte dall’esposizione perinatale a diversi stressors. Influenza di una gentile e protratta manipolazione" si avvarrà dell'impiego di tecniche sperimentali atte allo studio del comportamento animale, allo studio del rilascio di neurotrasmettitori e neuromodulatori, dell'espressione di recettori e peptidi a livello recettoriale e genico. Studi comportamentali Open field: valutazione dell'attività locomotoria ed esplorativa Elevated Plus Maze e Place Preference: valutazione dell'attività esplorativa in situazioni avversative Acustic Startle Reflex: valutazione dello stato emozionale dell'animale in seguito a stimoli sonori avversativi Forced Swimm Test: valutazione di comportamenti simil depressivi nell'animale Can Test: valutazione delle capacità di apprendimento e memoria in assenza di stimoli avversativi Esperimenti di rilascio Gli studi di rilascio di serotonina, Dopamina e NPY marcati verranno eseguiti attraverso le seguenti tecniche: Rilascio in vivo da sinaptosomi e fettine di aree cerebrali di ratto attraverso tecniche di perfusione Rilascio in vivo da sinaptosomi e fettine di aree cerebrali di ratto attraverso tecniche di incubazione Dosaggi Radioimmunologici Caratterizzazione dei recettori e dei neuropeptidi Gli studi sull'espressione dei recettori per i glucocorticoidi, per i neuropeptidi NPY e BDNF verranno eseguiti attraverso: Binding recettoriale Ibridazione in situ Western Blot