I segnali molecolari nel cervello in fase di sviluppo
L’eliminazione di connessioni neuronali è nota come pruning (sfoltimento) sinaptico ed è fondamentale per la connettività funzionale nel cervello. Un pruning aberrante potrebbe causare malattie neuropsichiatriche e del neurosviluppo come i disturbi dello spettro autistico o la schizofrenia. Informazioni meccanicistiche recenti sul processo del pruning sinaptico indicano che le cellule immunitarie del cervello, dette della microglia, sono responsabili di questa eliminazione delle sinapsi. Le cellule della microglia percepiscono il danno e mantengono l’omeostasi attraverso la fagocitosi rimuovendo ogni cellula non necessaria, le loro connessioni o i loro residui. È stata identificata una serie di molecole e recettori “attrattori” che guidano le cellule della microglia ai siti necessari del cervello. Ad oggi gli scienziati non sono stati in grado di identificare nessuna molecola neuronale in grado di discriminare tra sinapsi forti e deboli. L’obiettivo del progetto SYNSIGNAL (Molecular signals for synaptic pruning by microglia), finanziato dall’UE, era valutare in che modo determinate molecole controllano il pruning sinaptico nello sviluppo cerebrale. Per facilitare il lavoro il consorzio ha prima sviluppato un sistema ex vivo per la coltura di fettine organotipiche di ippocampo. Questo sistema era simile all’organo in vivo rispetto a morfologia del tessuto e della microglia. Utilizzando questo sistema i ricercatori hanno esaminato l’impatto regolatorio sul pruning sinaptico della fosfatidilserina, una molecola che promuove la fagocitosi, e dell’acido sialico, una molecola che impedisce la fagocitosi. Le loro osservazioni indicavano un ruolo dell’acido sialico nel mantenimento delle sinapsi oltre che nella regolazione molecolare del pruning sinaptico durante lo sviluppo. Per chiarire il ruolo della fosfatidilserina il consorzio ha studiato topi privi dell’enzima che espone la fosfatidilserina sulla superficie delle cellule; hanno scoperto che la fosfatidilserina svolge un ruolo nel ricambio sinaptico e potrebbe contribuire all’eliminazione delle sinapsi non necessarie. L’identificazione delle comunicazioni molecolari tra neuroni e sinapsi attraverso segnali di fagocitosi fornisce informazioni senza precedenti sul processo di pruning sinaptico. Considerando che un pruning insufficiente è associato a patologie del neurosviluppo, le informazioni di SYNSIGNAL contribuiranno a comprendere questi disturbi e sviluppare nuovi approcci al loro trattamento.
Parole chiave
Pruning (sfoltimento) sinaptico, microglia, sinapsi, fosfatidilserina, acido sialico
