Ricerche
Astrociti adulti sono cruciali per l'apprendimento e la memoria
Rappresentazione grafica di un astrocite (globo a destra) collegato all'assone di un neurone.
Ricercatori del Baylor College of Medicine di Houston nel Texas, rivelano che gli astrociti, le cellule più abbondanti nel cervello, hanno un ruolo diretto nella regolazione dei circuiti neuronali coinvolti nell'apprendimento e nella memoria. I risultati del loro studio appaiono sulla rivista Neuron.
“È diventato sempre più chiaro che gli astrociti sono molto più che cellule di supporto nel cervello adulto sano. Essi hanno un ruolo diretto in una vasta gamma di funzioni complesse ed essenziali, compresa la comunicazione neuronale, attraverso le sinapsi e la regolazione delle funzioni dei circuiti neurali“, ha detto l'autore senior dott. Benjamin Deneen, professore di neurochirurgia e membro del Center for Stem Cell and Regenerative Medicine del Baylor. “In questo studio, vi mostriamo un nuovo ruolo degli astrociti nella funzione normale del cervello”.
Il lavoro precedente aveva mostrato che gli astrociti comprendono diverse popolazioni con proprietà cellulari, molecolari e funzionali uniche. Occupano regioni cerebrali distinte, indicando una specializzazione regionale. Ci sono prove che suggeriscono che i fattori di trascrizione - proteine coinvolte nel controllo dell'espressione genica - regolano la diversità degli astrociti.
Deneen ed i suoi colleghi volevano capire meglio il ruolo nelle funzioni cerebrali dei topi adulti che ha il fattore di trascrizione NFIA, un regolatore noto dello sviluppo degli astrociti. I ricercatori hanno lavorato con un modello di topo che avevano geneticamente modificato per mancare del gene NFIA specificamente negli astrociti adulti, in tutto il cervello. Essi hanno analizzato diverse regioni del cervello, alla ricerca di alterazioni nella morfologia e nella fisiologia degli astrociti e nelle firme dell'espressione genica.
“Abbiamo riscontrato che gli astrociti che mancavano di NFIA presentano forme difettose e funzioni alterate”, ha detto Deneen. “Sorprendentemente, anche se il gene NFIA è stato eliminato in tutte le regioni del cervello, solo gli astrociti nell'ippocampo ne sono risultati gravemente alterati. Altre regioni, come la corteccia e il tronco cerebrale, non sono state danneggiate”.
Gli astrociti nell'ippocampo avevano anche meno attività del calcio (il calcio è un indicatore della funzione degli astrociti) così come una ridotta capacità di rilevare i neurotrasmettitori rilasciati dai neuroni. Gli astrociti senza NFIA, inoltre, non erano più associati strettamente con i neuroni rispetto a quelli normali.
È importante sottolineare che tutte queste alterazioni morfologiche e funzionali si sono collegate a difetti nella capacità degli animali di apprendere e ricordare, che fornisce la prima evidenza che gli astrociti in una certa misura controllano i circuiti neuronali che mediano l'apprendimento e la memoria.
“Gli astrociti nel cervello sono fisicamente vicini e comunicano con i neuroni. I neuroni rilasciano molecole che gli astrociti possono rilevare e a cui rispondono“, ha detto Deneen. “Secondo noi gli astrociti senza NFIA non sono in grado di ‘ascoltare’ i neuroni come gli astrociti normali e, pertanto, non possono rispondere adeguatamente fornendo il supporto necessario per rendere efficace la funzione del circuito di memoria e la trasmissione neuronale. Di conseguenza, il circuito è interrotto, determinando il deterioramento dell'apprendimento e della memoria“.
Fonte: Baylor College of Medicine (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Anna Yu-Szu Huang, Junsung Woo, Debosmita Sardar, Brittney Lozzi, Navish A. Bosquez Huerta, Chia-Ching John Lin, Daniela Felice, Antrix Jain, Adriana Paulucci-Holthauzen, Benjamin Deneen. Region-Specific Transcriptional Control of Astrocyte Function Oversees Local Circuit Activities. Neuron, 2020, DOI
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