(AGENPARL) - Roma, 3 Marzo 2026 - (AGENPARL) – Tue 03 March 2026 DALLA BIOLOGIA MARINA ALLA NEUROMODULAZIONE:
UN PICCOLO ORGANISMO AIUTA A CAPIRE
COME L’ELETTRICITÀ INFLUENZA I GENI
Pubblicato uno studio dell’Università di Padova e la Statale di Milano
sugli effetti molecolari
della stimolazione a corrente continua nel modello marino Botryllus
schlosseri
I tunicati, invertebrati marini molto comuni nei nostri mari, sono i
parenti più stretti dei
vertebrati e costituiscono dei perfetti “laboratori” di studio per capire i
meccanismi alla base delle
diverse forme di demenza poiché condividono con i vertebrati molte
caratteristiche genetiche e
presentano una degenerazione del cervello simile a quella umana.
Tra i tunicati, il Botryllus schlosseri (botrillo) rappresenta un modello
sperimentale emergente
per lo studio dell’invecchiamento e dei processi neurodegenerativi ed è al
centro dell’articolo
appena pubblicato sulla rivista scientifica «Neurobiology of Disease» da un
team di ricercatori
dell’Università di Padova e la Statale di Milano che ha investigato gli
effetti molecolari della
stimolazione a corrente continua (Direct Current Stimulation – DCS) sul
piccolo cordato marino
coloniale.
La DCS è una tecnica di neuromodulazione non invasiva, utilizzata e
studiata in ambito clinico
per modulare l’attività del sistema nervoso nell’uomo. Nonostante il
crescente interesse per questa
tecnica, i meccanismi biologici che seguono la stimolazione, soprattutto su
scala molecolare e nel
tempo, non sono ancora pienamente chiariti.
I ricercatori dell’Università di Padova e la Statale di Milano hanno
indagato, in vivo e su larga
scala, come la stimolazione elettrica a corrente continua possa influenzare
in modo dinamico
l’attività dei geni nelle ore successive alla sua applicazione.
In questo studio, colonie di Botryllus sono state sottoposte a brevi
periodi di stimolazione
elettrica (0,5 mA per 30 minuti): i ricercatori hanno misurato parametri
fisiologici e
comportamentali (frequenza cardiaca e reattività del sifone orale, ovvero
la “bocca” degli animali
che compongono la colonia) nelle colonie stimolate rispetto a quelle di
controllo (non trattate con la
corrente) e analizzato la risposta molecolare a 3, 24 e 48 ore dalla
stimolazione.
«Abbiamo osservato che una stimolazione elettrica non invasiva può
modulare, nelle ore
successive, l’espressione di centinaia di geni in un invertebrato marino –
spiega Chiara Anselmi,
prima autrice dello studio e ricercatrice al dipartimento di Biologia
dell’Università di Padova
–. Poiché Botryllus appartiene ai cordati, questo modello ci aiuta a
interrogare in modo sperimentale
programmi molecolari evolutivamente conservati che collegano
neuromodulazione, risposta allo
stress cellulare e funzioni neurali, offrendo indizi utili per capire come
questi meccanismi si siano
mantenuti lungo l’evoluzione e come possano agire nell’uomo».
I risultati hanno infatti evidenziato un aumento transitorio della
frequenza cardiaca subito dopo
la stimolazione, senza effetti duraturi sull’organismo o il comportamento.
A livello molecolare,
però, la DCS ha attivato una risposta più articolata: l’attività di
numerosi geni è cambiata nel tempo,
con 191 geni coinvolti dopo 3 ore, 104 dopo 24 ore e 529 dopo 48 ore. Le
analisi indicano che
questi cambiamenti interessano soprattutto meccanismi legati alla risposta
immunitaria e
infiammatoria, all’equilibrio ossidativo delle cellule e alla comunicazione
tra neuroni. Dopo 48 ore,
in particolare, emergono segnali collegati ai processi che regolano la
sopravvivenza cellulare e il
funzionamento dei mitocondri, le “centrali energetiche” delle cellule.
«Capire quali vie cellulari si attivino dopo la stimolazione è fondamentale
per interpretare gli
effetti della DCS e migliorare i protocolli applicati all’uomo – aggiunge
Tommaso Bocci, primo
autore e neurologo della Statale di Milano –. Un modello sperimentale come
Botryllus permette
di generare ipotesi in tempi brevi e di leggere risposte molecolari con un
dettaglio temporale
difficilmente ottenibile in altri contesti».
«Botryllus è un sistema sperimentale unico perché combina accessibilità in
laboratorio e una
straordinaria plasticità biologica, che si basa su processi naturali di
rinnovamento e regressione dei
tessuti – commenta Lucia Manni, corresponding author e docente al
dipartimento di Biologia
dell’Ateneo patavino –. Questo permette di osservare come programmi
cellulari e molecolari si
attivino o si spengano in modo controllabile, offrendo un punto di vista
comparativo sui
meccanismi che regolano mantenimento e vulnerabilità dei tessuti».
«Dati sperimentali che collegano la neuromodulazione a risposte molecolari
misurabili aiutano a
costruire un ponte tra ricerca di base e applicazioni cliniche. Questo tipo
di evidenza è utile per
chiarire i meccanismi d’azione e orientare in modo più mirato gli studi
futuri» conclude il
neurologo Alberto Priori, corresponding author e docente alla Statale di
Milano.
Lo studio propone così Botryllus schlosseri come piattaforma preclinica
complementare ad altri
modelli animali per indagare gli effetti nel tempo della DCS e le loro
traiettorie temporali,
contribuendo a una comprensione più ampia di come la neuromodulazione possa
influenzare
programmi biologici conservati e potenzialmente rilevanti per la
neuroprotezione.
Link alla ricerca: https://doi.org/10.1016/j.nbd.2026.107314