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Scoperto nuovo ruolo delle microglia come modulatrici dei neuroni
Microglia circondano un neurone.
Un gruppo di ricerca del Mt Sinai ha scoperto che le cellule immunitarie del cervello che fungono da spazzini per rimuovere le cellule morte, hanno anche un ruolo potenzialmente cruciale nella regolazione del comportamento, sia nei topi che negli esseri umani.
La funzione appena identificata delle microglia, tendente a proteggere i neuroni dall'attivazione anomala, nella salute e nella malattia, ha implicazioni per il trattamento di anomalie comportamentali associate alle malattie neurodegenerative e infiammatorie nell'uomo.
Anne Schaefer MD/PhD, prof.ssa di neuroscienze e psichiatria al Mt Sinai, e autrice senior dello studio, pubblicato il 30 settembre su Nature, scrive:
“Quando pensiamo alle funzioni del cervello, di solito pensiamo a come i neuroni controllano i nostri pensieri e comportamenti. Ma il cervello contiene anche grandi quantità di cellule non neuronali, comprese le microglia, e il nostro studio fa nuova luce su queste cellule come partner dei neuroni per regolare l'attività e il comportamento neuronale.
"Abbiamo scoperto che le microglia possono rilevare e rispondere all'attivazione neuronale e fornire una reazione negativa in caso di attività neuronale eccessiva. Questo nuovo meccanismo di neuromodulazione mediata dalle microglia potrebbe avere un ruolo importante nel proteggere il cervello dalle malattie”.
I ricercatori del Mt Sinai hanno identificato il circuito biochimico che supporta la comunicazione neurone - microglia. Quando i neuroni sono attivi, rilasciano una molecola chiamata 'adenosina trifosfato' (ATP, adenosine triphosphate). Le microglia possono percepire l'ATP extracellulare, e il composto le attira verso i neuroni attivi. Nella fase successiva, le microglia rompono l'ATP per generare adenosina, che agisce quindi sui recettori adenosinici alla superficie dei neuroni attivi, sopprimendo la loro attività e impedendone l'eccessiva attivazione.
“Nelle condizioni infiammatorie e nelle malattie neurodegenerative come il morbo di Alzheimer, le microglia si attivano e perdono la loro capacità di percepire l'ATP e di generare adenosina", scrive Ana Badimon PhD, ex studentessa nel laboratorio della Schaefer e prima autrice dello studio.
“Questo ci ha suggerito che le alterazioni comportamentali associate con la malattia possono essere mediate, in parte, dai cambiamenti nella comunicazione microglia - neurone”, aggiunge la dott.ssa Schaefer, che è anche condirettrice del Centro di Biologia Gliale del Mt Sinai.
La dott.ssa Schaefer descrive l'identificazione del circuito biochimico che consente il controllo microgliale delle risposte neuronali come un potenziale “cambiamento di paradigma” per quanto riguarda la nostra comprensione di come le cellule immunitarie innate nel cervello possono contribuire al comportamento.
Questa osservazione è particolarmente importante, aggiunge, dato che le microglia, risiedendo nel cervello, sono dotate unicamente per rispondere anche ai segnali generati nel corpo periferico. Le microglia possono quindi essere interfaccia tra i cambiamenti del corpo periferico (come un'infezione virale) e il cervello, comunicando questi segnali ai neuroni per modulare le risposte comportamentali.
Facendo luce preziosa sull'interazione tra neuroni e microglia, lo studio comporta una serie di implicazioni pratiche per ulteriori ricerche. Si va da nuovi approcci di neuromodulazione dei comportamenti normali puntando le microglia, al trattamento potenziale di anomalie comportamentali associate alle malattie neurodegenerative.
“Il potenziale futuro del nostro studio risiede anche nella individuazione di segnali nuovi, come l'ATP, che permettono alle microglia di modulare la funzione di neuroni molto diversi, inclusi quelli che controllano il sonno o il metabolismo”, conclude la dott.ssa Schaefer. “Crediamo che il nostro lavoro abbia il potenziale di aumentare la nostra conoscenza dei meccanismi di neuromodulazione”.
Fonte: Icahn School of Medicine at Mount Sinai (> English) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Ana Badimon, Hayley J. Strasburger, ..., Viviana Gradinaru & Anne Schaefer. Negative feedback control of neuronal activity by microglia. Nature, 30 Sep 2020, DOI
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