Una nuova ricerca sulla struttura del cervello evidenzia le cellule legate all’Alzheimer e all’autismo

Nuovi approfondimenti sull’architettura del cervello sono stati rivelati dagli scienziati del Wellcome Sanger Institute, del Wellcome-MRC Cambridge Stem Cell Institute e dei loro collaboratori. I ricercatori hanno scoperto che le cellule nella corteccia cerebrale dei topi, chiamate astrociti, sono più diverse di quanto si pensasse in precedenza, con strati distinti di astrociti attraverso la corteccia cerebrale che forniscono le prove più forti fino ad oggi della loro specializzazione in tutto il cervello. Pubblicato il 16 marzo in Nature Neuroscience, lo studio più approfondito nel suo genere è destinato a cambiare il modo in cui pensiamo al cervello e il ruolo di cellule come gli astrociti. Questa conoscenza avrà implicazioni per lo studio dei disturbi neurologici, come l’Alzheimer, la sclerosi multipla e l’autismo. Negli ultimi 20 anni, la ricerca ha dimostrato che le cellule gliali sono attori chiave nello sviluppo e nella funzione del cervello, nonché promettenti obiettivi per una migliore comprensione dei disturbi neurologici. Il morbo di Alzheimer provoca circa i due terzi dei casi di demenza nel Regno Unito, che colpisce attualmente circa 850.000 individui. La SM è un disturbo neurologico che colpisce il sistema nervoso centrale e colpisce circa 100.000 persone nel Regno Unito. L’autismo colpisce circa una persona su cento nel Regno Unito. ‘Glia’ deriva dalla parola greca “glia” che sta a significare ‘colla’ o ‘mastice’. Un tempo, le cellule gliali erano pensate come “mastice cerebrale” – cellule passivamente funzionalmente simili, la cui unica funzione era quella di riempire lo spazio attorno ai neuroni “tutti importanti”. Tuttavia, nuovi studi stanno dimostrando la loro importanza critica nella regolazione delle funzioni dei neuroni. Gli astrociti sono un tipo di cellula gliale, così chiamata per la sua struttura “a forma di stella”. Nonostante la ricchezza di conoscenze sulla funzione neuronale e l’organizzazione dei neuroni in strati, prima di questo studio c’erano state poche ricerche sul fatto che le cellule gliali attraverso strati diversi mostrassero proprietà cellulari diverse. Per rispondere a questa domanda, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo approccio metodologico per fornire una visione più dettagliata dell’organizzazione degli astrociti che mai. L’imaging dell’acido nucleico è stato effettuato su campioni di topo e cervello umano presso l’Università di Cambridge per mappare il modo in cui i nuovi geni sono espressi nei tessuti. Queste mappe sono state combinate con i dati genomici a singola cellula del Wellcome Sanger Institute per estendere la descrizione molecolare degli astrociti. Questi set di dati sono stati quindi combinati per creare un’immagine tridimensionale ad alta risoluzione di astrociti nella corteccia cerebrale. Il team ha scoperto che gli astrociti non sono uniformi come si pensava in precedenza, ma assumono forme molecolari distinte a seconda della loro posizione nella corteccia cerebrale. Hanno scoperto che anche gli astrociti sono organizzati in più strati, ma che i confini degli strati di astrociti non sono identici agli strati neuronali. Invece, gli strati di astrociti hanno bordi definiti in modo meno nitido e si sovrappongono agli strati neuronali. La scoperta che gli astrociti sono organizzati in strati simili ma non identici agli strati neuronali ridefinisce la nostra visione della struttura del cervello dei mammiferi. La struttura della corteccia cerebrale non può più essere semplicemente vista come la struttura dei neuroni. Se vuoi capire correttamente come funzionano i nostri cervelli, devi considerare come sono organizzati gli astrociti e quale ruolo svolgono. Oltre ad aumentare la nostra comprensione della biologia del cervello, i risultati avranno implicazioni per lo studio e il trattamento dei disturbi neurologici umani. Nell’ultimo decennio le cellule gliali, piuttosto che i neuroni, sono state fortemente coinvolte in malattie come l’Alzheimer e la sclerosi multipla. Questo studio dimostra che l’architettura corticale è più complessa di quanto si pensasse in precedenza. Fornisce una base per iniziare a comprendere i ruoli precisi svolti dagli astrociti e il modo in cui sono coinvolti nelle malattie neurosviluppo e neurodegenerative umane.

Daniele Corbo

Bibliografia: “Astrocyte layers in the mammalian cerebral cortex revealed by a single-cell in situ transcriptomic map”. Omer Ali Bayraktar, Theresa Bartels, Staffan Holmqvist, Vitalii Kleshchevnikov, Araks Martirosyan, Damon Polioudakis, Lucile Ben Haim, Adam M. H. Young, Mykhailo Y. Batiuk, Kirti Prakash, Alexander Brown, Kenny Roberts, Mercedes F. Paredes, Riki Kawaguchi, John H. Stockley, Khalida Sabeur, Sandra M. Chang, Eric Huang, Peter Hutchinson, Erik M. Ullian, Martin Hemberg, Giovanni Coppola, Matthew G. Holt, Daniel H. Geschwind & David H. Rowitch. Nature Neuroscience

Immagine: Left brain (Julia Rogers)

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    1. Thanks a lot! Take care in these times and thank you for your interest in my blog.

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