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Gli astrociti alla ribalta nel cervello

Un tipo di cellule gliali un tempo ritenute un mero supporto ai neuroni cerebrali continua a far parlare di sé nell’arena delle neuroscienze. Gli effetti positivi degli astrociti includono il mantenimento del flusso sanguigno nel cervello e un’influenza sulla trasmissione sinaptica, mentre quello più negativo è un ruolo nell’epilessia e nel ritardo mentale.
Gli astrociti alla ribalta nel cervello
Il progetto PLASTICASTROS (Plasticity at the tripartite synapse: an in vivo study of astrocyte-synapse interactions in the mammalian cortex), finanziato dall’UE, ha studiato l’influenza degli astrociti sulle reti neurali in un topo vivente.

Gli astrociti hanno prolungamenti esili e sottili che avvolgono le sinapsi neuronali. Utilizzando uno screening in silico i ricercatori hanno identificato circa 25 molecole di adesione cellulare (CAM) di cui è sconosciuta la funzione negli astrociti.

Per sostituire gli strumenti esistenti di profilazione del trascrittoma, che richiedono una quantità di tempo proibitiva, il team ha sviluppato un sistema flessibile, rapido ed economico. Questo strumento permette di manipolare geneticamente i pathway selezionati nelle cellule cerebrali. In teoria questo metodo dovrebbe essere trasferibile, per esempio, ai ratti per i quali non ci sono linee transgeniche idonee.

Sono stati generati costrutti per analizzare la partecipazione delle CAM selezionate alle vie di segnalazione in situazione di sovraespressione. I piani di ricerca futuri includono l’eliminazione selettiva delle proteine per determinarne l’impatto sulla fisiologia degli astrociti, la struttura delle sinapsi e infine sul comportamento dei topi.

I ricercatori hanno lavorato sul topo in fase di risveglio concentrandosi sulla corteccia visiva, monitorando le dinamiche del calcio negli astrociti in questa regione del cervello. I segnali durante la stimolazione visiva della corteccia hanno rivelato un pattern delle dinamiche spaziotemporali distinguibile dalla componente guidata visivamente del segnale del calcio delle singole cellule e all’interno della più ampia rete degli astrociti. Inoltre, queste (risposte) potevano essere distinte anche dai segnali provocati dal risveglio.

Per collegare i dati fisiologici con la struttura dei singoli processi astrocitari, gli scienziati hanno utilizzato microscopia correlativa ottica ed elettronica. Dopo l’imaging in vivo i cervelli sono stati preparati per la microscopia elettronica a scansione SBEM (serial block-face) per produrre immagini tridimensionali ad alta risoluzione.

Il lavoro del progetto PLASTICASTROS ha stabilito una sostanziale linea di partenza per il lavoro futuro sulla segnalazione degli astrociti. Le applicazioni includono cambiamenti nelle malattie neurologiche come la schizofrenia, dove è coinvolto il flusso delle informazioni.

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Keywords

Astrociti, cervello, neuroni, sinapsi, CAM, schizofrenia