Svelare la connettività e la funzione di rete delle cellule NG2
Fino a poco tempo fa, gli studi sul funzionamento del sistema nervoso si concentravano sui neuroni. È ormai risaputo che le cellule gliali, ossia le cellule non neuronali del sistema nervoso centrale, svolgono più di un ruolo di supporto. Le cellule NG2 (cellule precursori degli oligodendrociti) sono la classe di cellule gliali descritta più di recente. Stiamo appena iniziando a capire come si integrano nella rete neurale e come contribuiscono alla sua funzione. Le cellule NG2 entrano in contatto con i neuroni e i neuroni formano sinapsi sulle cellule NG2. È interessante notare che, a differenza della maggior parte dei neuroni, le cellule NG2 conservano la capacità di auto-rinnovamento. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto NG2-cells(si apre in una nuova finestra) ha analizzato più da vicino la morfologia, la connettività e la fisiologia delle cellule NG2.
Un ruolo poliedrico nella funzione cerebrale
Le cellule precursori degli oligodendrociti danno origine a oligodendrociti maturi che generano la mielina, una guaina lipidica che avvolge gli assoni per garantire una conduzione nervosa rapida ed efficiente e proteggere le fibre nervose dalla degenerazione. La perdita di mielina e la disfunzione degli oligodendrociti svolgono un ruolo preciso in molte malattie neurodegenerative. Le cellule NG2 sono state studiate principalmente a questo proposito. Esse, tuttavia, interagiscono con i neuroni e con altre cellule gliali: presentano numerose protrusioni che si estendono nel tessuto cerebrale circostante e si trovano in tutto il cervello. Il progetto NG2-cells ha analizzato più da vicino i contatti e il comportamento di queste enigmatiche cellule gliali.
Connettività morfologica e funzionale
Il progetto ha valutato la distribuzione delle cellule NG2 e di alcuni dei loro partner di interazione in diverse fasi dello sviluppo. Come riferisce Friederike Pfeiffer dell’Università di Tubinga Eberhard Karl(si apre in una nuova finestra), che ha coordinato il progetto, e borsista MSCA: «Utilizzando la microscopia ad alta risoluzione che rivela le cellule NG2 in verde, i vasi sanguigni in rosso e i nuclei delle cellule generali in blu, abbiamo seguito le protrusioni NG2 simili a ragnatele per individuare i loro bersagli e abbiamo scoperto che spesso entrano in contatto con i vasi sanguigni(si apre in una nuova finestra) e i neuroni». L’intimo contatto con i vasi sanguigni e i neuroni suggerisce che le cellule NG2 possano svolgere un ruolo nell’«accoppiamento neurovascolare», un fenomeno recentemente descritto che si riferisce allo stretto legame tra l’attività neurale e il flusso sanguigno cerebrale. Le cellule NG2 potrebbero modulare il supporto metabolico alle regioni cerebrali attive o addirittura modulare le proprietà della barriera emato-encefalica.
Le cellule NG2 nella salute e nella malattia del sistema nervoso
Il team ha adattato diverse tecniche per studiare i cambiamenti fisiologici nelle cellule NG2 e ha valutato la reazione delle cellule alle deregolazioni all’interno della rete. Attualmente stanno studiando come le interazioni delle cellule NG2 con i neuroni e i vasi sanguigni ne modifichino il comportamento. Inoltre, sebbene non fosse nel piano originale, il team ha identificato alcune presunte molecole bersaglio, impostando lo studio dei meccanismi molecolari alla base delle interazioni tra le cellule NG2 e altri tipi di cellule. Confrontando i risultati morfologici del progetto con il recente sequenziamento dell’RNA, le cellule NG2 sono probabilmente interessate e/o coinvolte nella manifestazione di molte, se non di tutte, malattie neurodegenerative e disturbi neurologici. Pfeiffer conclude: «Le cellule gliali sembrano svolgere un ruolo nell’elaborazione altamente complessa dei segnali alla base dei compiti altamente complessi che svolgiamo quotidianamente. Il nostro progetto apre le porte a nuove vie di ricerca per comprendere, in definitiva, il contributo delle cellule NG2 al corretto funzionamento del cervello e trovare nuovi bersagli per future terapie che migliorino la funzione cerebrale nei disturbi neurodegenerativi». Le cellule NG2, le più recenti della famiglia delle cellule gliali, sono promettenti come via per il ripristino della funzione del sistema nervoso e il lavoro di Pfeiffer ci sta portando verso una soluzione.
Parole chiave
NG2-cells, cellule NG2, neurone, cellule gliali, sistema nervoso, neurodegenerazione, vasi sanguigni, accoppiamento neurovascolare, cellule precursori degli oligodendrociti
