La base molecolare delle comunicazioni del sistema nervoso
Le cellule gliali sono indispensabili per la produzione di mielina, che isola i neuroni, fornendo il supporto trofico e partecipando alle risposte immunitarie. La comunicazione tra neurone e glia viene perturbata in caso di lesioni, nei disturbi neurologici acquisiti o ereditari e con l’invecchiamento. Tuttavia, la natura peculiare e la valenza fisiologica delle interazioni tra neurone e glia restano in gran parte sconosciute. Il progetto CELESTIAL (Identification of molecular pathways underlying activity-dependent neuron-glia communication using in vitro microfluidic systems), finanziato dall’UE, si è proposto di indagare sui meccanismi molecolari che mediano tali interazioni cellulari. A lungo termine, si pensava di sviluppare interventi terapeutici più innovativi ed efficienti, in relazione a malattie in cui si assiste alla compromissione dell’interazione tra neurone e glia. Tenuto conto che i neuroni sono formati da tre parti principali (il corpo cellulare, i processi neuronali e le sinapsi), le cellule gliali possono interagire con qualsiasi di loro. Il lavoro di CELESTIAL si è incentrato sull’interazione di cellule gliali con neuriti, nota come comunicazione “extra-sinaptica” nel sistema nervoso periferico. Gli scienziati hanno sviluppato una piattaforma microfluidica di colture congiunte, per caratterizzare e analizzare il ruolo delle risposte non sinaptiche delle cellule gliali, dopo la stimolazione dell’attività neuronale. Questo sistema di coltura di cellule ha comparti doppi, per la separazione di corpi cellulari neuronali da neuriti e cellule di Schwann. Una successiva stimolazione elettrica delle diverse parti neuronali hanno consentito ai ricercatori di studiare la trasmissione del segnale, le reazioni cellulari ai segnali neuronali e il comportamento mitocondriale. Inoltre, i ricercatori del progetto hanno esaminato il rilascio di neurotrasmettitori dopo la stimolazione elettrica e il relativo ruolo nella fisiologia cellulare di Schwann. I risultati, uniti ai dati in vivo, hanno indicato uno specifico trasmettitore di neuropeptide, in grado di modulare la comunicazione tra neuroni e cellule di Schwann. Altre attività su modelli animali hanno condotto all’identificazione di un promettente gene candidato, che appare up-regolato nelle cellule di Schwann durante la neuropatia, forse contribuendo all’osservata compromissione dell’attività neuronale. Nel complesso, il lavoro svolto da CELESTIAL fornisce nozioni approfondite sui meccanismi alla base dell’interazione tra neuroni e cellule gliali. È da notare come dischiuda percorsi per manipolare la particolare via di trasduzione del segnale come intervento terapeutico nelle persone che soffrono di neuropatie periferiche ereditarie.
Parole chiave
Sistema nervoso, neurone, cellule gliali, cellule di Schwann, neurotrasmettitori
