Ricerche

Scienziati della Polytechnic University di San Pietroburgo hanno dimostrato che la stimolazione optogenetica degli astrociti dell'ippocampo può avere un effetto positivo sul corso dell'Alzheimer. Per lo meno, ha funzionato in topi modello della malattia. Il lavoro è stato presentato alla XXIV conferenza della I. P. Pavlov Physiological Society a San Pietroburgo.

Gli astrociti sono cellule neurogliali a forma di stella con diverse estensioni. Gli astrociti generano segnali di calcio e rilasciano sostanze note come gliotrasmettitori. Sono in grado di interferire con l'attività dei neuroni regolando la concentrazione extracellulare di ioni di potassio, e sono anche neuromediatori grazie all'espressione di un gran numero di trasportatori di mediatori elettrogeni sulla loro membrana (glutammato, acido gamma-aminobutirrico, glicina).

Gli astrociti agiscono sui recettori neurali attraverso il rilascio di gliotrasmettitori, modulando l'eccitabilità neuronale, la trasmissione e la plasticità sinaptica. Gli astrociti sono strettamente legati alla patogenesi e ai processi patologici delle malattie neurodegenerative, e perciò la capacità di controllare i loro processi è diventata un obiettivo importante e necessario nel trattamento delle malattie neurodegenerative come il morbo di Alzheimer (MA).

Non esiste ancora un agente terapeutico serio nel trattamento del MA. Da molto tempo ci sono diverse ipotesi di perdita di contatto sinaptico di base riguardo la manifestazione del MA: amiloide, calcio e altro. Ricercatori dell'Institute of Biomedical Systems and Biotechnology ritengono che gli astrociti abbiano un ruolo vitale nella patogenesi delle malattie neurodegenerative, ecco perché è diventato necessario il controllo dei loro processi.

Gli esperimenti sono stati condotti in topi appositamente allevati (linea genetica 5xFAD) per avere il MA. Sappiamo che nel MA sono alterate le caratteristiche strutturali ed elettrofisiologiche dei neuroni dell'ippocampo (ad esempio, nei neuroni c'è una diminuzione della densità delle spine dendritiche a forma di funghi). Gli astroсiti si convertono gradualmente alla loro forma reattiva patologica, perdendo la capacità normale di funzionare.

Nel loro studio, gli scienziati hanno usato strumenti ontogenetici (fasci di luce) per stimolare gli astrociti puntando selettivamente il recettore metabotropico OptoGq sensibile alla luce, espresso negli astrociti dell'ippocampo. Gli scienziati intendevano scoprire l'influenza della stimolazione ontogenetica degli astrociti sull'attività dei neuroni piramidali dell'ippocampo, determinare se la stimolazione ontogenetica ha proprietà neuroprotettive e capire anche se la stimolazione ontogenetica è in grado di migliorare la cognizione nei topi geneticamente progettati per sviluppare MA.

Durante gli esperimenti, gli scienziati sono riusciti a dimostrare che la stimolazione ontogenetica degli astrociti dell'ippocampo ripristina una serie di spine a forma di funghi nei topi, potenziando la capacità di apprendimento dei topi con MA in un test comportamentale di condizionamento della paura e aumentando l'espressione del trasportatore del glutammato. E hanno avuto anche altri risultati interessanti.

Si può sostenere che la stimolazione ontogenetica dei recettori-Gq metabotropi sugli astrociti controlla la funzione sinaptica dei neuroni dell'ippocampo e migliora la cognizione nei topi geneticamente modificati per sviluppare il MA. Pertanto, tali astrociti possono essere considerati un nuovo obiettivo terapeutico per il MA, concludono gli scienziati. In futuro, gli scienziati prevedono anche di applicare strumenti chimogenetici per un'esposizione simile delle cellule astrogliali.