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Neuroscienze e Malattie neurologiche

Come nasce una stella: origine e sviluppo degli ASTROciti nel cervello

Immagini del NICO - Neuroscience Institute Cavalieri Ottolenghi

La generazione dei diversi tipi di astrociti nel cervello è un processo che segue uno schema costruttivo ben preciso, che determina rapporti costanti tra i diversi tipi di cellule ed è altamente regolato nel tempo e nello spazio. Lo rivela per la prima volta lo studio condotto dal nostro gruppo di ricerca

La classica visione neurone-centrica delle funzioni e disfunzioni cerebrali è stata messa a dura prova negli ultimi decenni dall’avanzamento delle ricerche sugli astrociti, chiamati così per la loro morfologia stellata. A lungo ignorate per il loro presunto ruolo passivo di “collante” tra neuroni, queste cellule sono in realtà essenziali per il corretto sviluppo, sostegno e modulazione dell’attività neuronale, e il loro coinvolgimento nell’insorgenza di diverse patologie del sistema nervoso è stato più volte dimostrato.
Sulla base della loro eccezionale varietà in termini di morfologia, profili molecolari e funzioni specifiche, gli astrociti possono essere suddivisi in diverse categorie che riflettono, con ogni probabilità, le loro interazioni specializzate con determinate categorie di neuroni. E se le conoscenze sull’origine della diversità neuronale sono abbastanza approfondite, rimane ancora da chiarire il modo in cui si genera l’eterogeneità degli astrociti durante lo sviluppo del sistema nervoso.

Nello studio pubblicato su «Plos Biology», il nostro gruppo di ricerca di Fisiopatologia delle cellule staminali cerebrali, guidato da Annalisa Buffo, ha svelato per la prima volta i meccanismi con cui tre diversi tipi di astrociti sono generati nel cervelletto, un’area coinvolta nel controllo del movimento.

Mediante analisi di ultima generazione, che consentono di svelare legami di parentela tra cellule, abbiamo seguito, nel topo, in fase embrionale e post-natale, singoli progenitori di astrociti e le loro progenie. Unite a studi di proliferazione e a simulazioni computerizzate, queste analisi ci hanno permesso di svelare che la varietà degli astrociti nel cervelletto deriva da un programma altamente stereotipato e regolato nel tempo e nello spazio, il cui risultato si può facilmente comprendere facendo un’analogia con i frattali, oggetti geometrici che si ripetono nella loro forma su scale diverse, per cui ingrandendo man mano una loro parte si ottengono sempre figure simili agli originali, esattamente come avviene nel broccolo romanesco. La sorprendente regolarità con cui i vari tipi di astrociti mantengono tra loro un costante rapporto numerico viene infatti rispettata non solo a livello dell’intera progenie, ma anche dei sottocloni, gruppi di cellule sorelle separate nello spazio dalle loro “cugine”. Inoltre, secondo un preciso schema costruttivo, progenie generate in diverse fasi dello sviluppo embrionale occupano territori cerebellari distinti.

Una così fine regolazione della generazione dei diversi tipi di astrociti, che emerge dal nostro studio, conferma il loro ruolo cruciale nel corretto sviluppo e mantenimento della funzionalità neuronale, incoronando queste cellule a vere “star” del cervello, di nome e di fatto. Se da una parte questo studio apre all’indagine dei meccanismi molecolari che partecipano alla generazione di questi lignaggi, dall’altra parte offre una nuova chiave di lettura per la comprensione dei disturbi del neurosviluppo, alla cui origine potrebbe esserci un’alterazione degli schemi costruttivi astrogliali.


IMMAGINI

un racconto di
Valentina Cerrato
DIPARTIMENTO / STRUTTURA

Pubblicato il

15 ottobre 2018

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