Sentire l'acido: come SNAP25 alimenta i segnali del gusto e mantiene in vita le cellule sensoriali
SNAP25 consente la percezione del gusto acido sostenendo la trasmissione del segnale e la sopravvivenza a lungo termine delle cellule gustative di tipo III
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La lingua contiene numerose papille gustative, minuscoli organi sensoriali responsabili del rilevamento del gusto. Le papille gustative sono costituite da cellule specializzate che traducono gli stimoli chimici in segnali neurali. Tra queste, le cellule di tipo II, che rispondono agli stimoli dolci, umami e amari, utilizzano una trasmissione del segnale basata su canali. Le cellule di tipo III, invece, mediano i segnali acidi attraverso il rilascio di vescicole sinaptiche. Mentre i meccanismi di segnalazione delle cellule di tipo II sono ben caratterizzati, il processo di trasmissione sinaptica vescicolare nelle cellule di tipo III è poco conosciuto.
A) Tessuto gustativo di topi wild-type e di topi con disfunzione sinaptica delle cellule gustative (SNAP-cKO). Nei topi SNAP-cKO, il numero di cellule sensoriali gustative è ridotto. B) Risposte del nervo gustativo a vari stimoli gustativi in topi wild-type (rosso) e in topi SNAP-cKO (blu). Rispetto ai topi wild-type, i topi SNAP-cKO mostrano risposte ridotte agli stimoli acidi (HCl, acido citrico, acido acetico, acido lattico e acido tartarico), mentre le risposte agli stimoli dolci, salati, amari e umami sono inalterate.
Professor Ryusuke Yoshida of Okayama University, Japan
La trasmissione del segnale sinaptico si basa sul complesso SNARE, un gruppo di proteine che mediano la fusione delle vescicole. La proteina 25 associata ai sinaptosomi (SNAP25), un componente chiave di questo complesso, è essenziale per la fusione delle vescicole sinaptiche nei neuroni. Nella lingua, SNAP25 si trova esclusivamente nelle cellule di tipo III. Quale ruolo svolge SNAP25 nella trasmissione del gusto acido? Come contribuisce al rilascio sinaptico delle vescicole nelle cellule di tipo III?
Ora, un gruppo di ricercatori guidati dal professor Ryusuke Yoshida e dal professore assistente Kengo Horie del Dipartimento di Fisiologia orale dell'Università di Okayama, in Giappone, ha affrontato queste domande in un nuovo studio pubblicato su The Journal of Physiology.
Il team ha sviluppato un modello di topo in cui il gene Snap25 è stato eliminato selettivamente dalle cellule gustative di derivazione epiteliale. Questi topi knockout condizionali (cKO) sono sopravvissuti fino all'età adulta, ma con una perdita significativa di cellule di tipo III sia nella papilla fungiforme che in quella circumvallata, due delle principali regioni delle papille gustative della lingua. Al contrario, le cellule di tipo II sono rimaste inalterate. Per verificare se questa riduzione derivasse da un'alterata nascita o degenerazione delle cellule, i ricercatori hanno utilizzato il "tracing EdU" per etichettare le cellule di tipo III appena formate. Hanno scoperto che le cellule di tipo III venivano generate normalmente, ma il loro numero diminuiva bruscamente entro 14 giorni, indicando un difetto nel mantenimento delle cellule a lungo termine piuttosto che nella loro ricostituzione.
Le registrazioni elettrofisiologiche del nervo chorda tympani hanno rivelato che i topi con deficit di Snap25 avevano risposte gravemente ridotte alle sostanze dal sapore aspro, come l'acido cloridrico e l'acido citrico. Le risposte ai sapori dolci, salati, amari e umami erano inalterate, indicando che il deficit osservato era specifico del gusto acido.
"I nostri risultati dimostrano che SNAP25 ha una duplice funzione nel sistema gustativo", afferma il Prof. Yoshida. "Non solo SNAP25 aiuta queste cellule a inviare segnali di gusto acido al cervello, ma è anche fondamentale per la sopravvivenza delle stesse cellule di tipo III. Senza SNAP25, le cellule finiscono per scomparire e senza di esse si perde anche la capacità di rilevare correttamente l'aspro".
Per esaminare come SNAP25 influisce sul comportamento, i ricercatori hanno utilizzato un test di leccata a breve termine. I topi normali evitavano le soluzioni acide, ma i topi Snap25 cKO mostravano una minore avversione. Tuttavia, l'evitamento è rimasto, suggerendo che potrebbero essere coinvolte altre vie. Per verificare questo aspetto, l'équipe ha creato topi a doppio KO - privi di entrambi gli alleli del gene Snap25 nelle cellule di tipo III - e il recettore transiente del potenziale vanilloide 1 (Trpv1), un canale sensibile al protone nei neuroni somatosensoriali del trigemino. I topi con doppio KO hanno mostrato una maggiore propensione a leccare le sostanze acide, con una perdita quasi completa dell'avversione all'acido. Questi risultati indicano un doppio sistema di rilevamento: uno gustativo, attraverso le cellule di tipo III e le sinapsi mediate da SNAP25, e uno somatosensoriale, attraverso le fibre trigeminali che esprimono TRPV1.
È interessante notare che anche questi topi con doppio KO hanno mantenuto una certa risposta ad alte concentrazioni di acido, suggerendo l'esistenza di ulteriori meccanismi di rilevamento dell'acido. Potrebbe trattarsi di ridondanze evolutive che garantiscono il rilevamento di sostanze acide dannose anche se una via di percezione del gusto viene meno. I risultati di questo studio dimostrano come la percezione del gusto acido si differenzi da quella degli altri gusti perché dipende in modo unico da sinapsi vescicolari simili a quelle dei neuroni. In questo modo, lo studio rafforza l'idea che le cellule sensoriali periferiche possano utilizzare meccanismi sinaptici classici non solo per trasmettere informazioni, ma anche per sostenere la longevità delle cellule.
"Il fatto che SNAP25 sia indispensabile non solo per il rilascio di neurotrasmettitori, ma anche per la longevità delle cellule sensoriali acide, suggerisce un ruolo più ampio delle proteine sinaptiche nel mantenimento dell'integrità dell'epitelio sensoriale", conclude il Prof. Yoshida.
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Pubblicazione originale
"Dual functions of SNAP25 in mouse taste buds"; The Journal of Physiology, 2025.
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