Gli astrociti, cellule dalla tipica morfologia stellata, sono fondamentali per l’attività neuronale e hanno un ruolo in diverse patologie del sistema nervoso. Sappiamo che ce ne sono di diversi tipi, tuttavia, non è chiaro come si generi questa varietà durante lo sviluppo del sistema nervoso. Una conoscenza, questa, che offrirebbe una nuova chiave per la comprensione dei disturbi del neurosviluppo, come i deficit cognitivi e l’autismo o la sindrome di Fheig recentemente identificata. A compiere un importante passo avanti in questa direzione è un articolo pubblicato su Plos Biology dal gruppo di ricerca guidato da Annalisa Buffo del Nico (Neuroscience Institute Cavalieri Ottolenghi) al Dipartimento di Neuroscienze dell’Università di Torino. Lo studio, frutto di una collaborazione internazionale, svela per la prima volta i meccanismi dello sviluppo dei diversi tipi di astrociti nel cervelletto.
Astrociti superstar
Negli ultimi decenni la classica visione neurone-centrica delle funzioni e disfunzioni cerebrali è stata messa a dura prova: gli astrociti, così denominati per la loro tipica (ma non unica) morfologia stellata, hanno rubato la scena ai neuroni. Queste cellule, a lungo considerate mero “collante” tra neuroni, sono in realtà fondamentali per il corretto sviluppo e funzionamento dell’attività neuronale, per esempio, nella memoria. E hanno un ruolo anche nell’insorgenza di diverse patologie del sistema nervoso.
Sulla base della loro eccezionale varietà in termini di morfologia, profili molecolari e specifiche funzioni, gli astrociti si distinguono in diverse categorie che riflettono, con ogni probabilità, le loro interazioni specializzate con determinate categorie di neuroni. Tuttavia, mentre sull’origine della diversità neuronale le conoscenze sono abbastanza approfondite, rimane ancora da chiarire del tutto come l’eterogeneità degli astrociti sia generata durante lo sviluppo del sistema nervoso.
Lo studio
Frutto di una collaborazione tra Università di Torino, l’Ircss San Raffaele di Milano, il Cajal Institute di Madrid e il Brain Research Institute dell’Università di Zurigo, lo studio ha utilizzato analisi clonali di ultima generazione, che permettono di svelare legami di parentela tra cellule sulla base dell’espressione di diverse combinazioni di colori. I ricercatori hanno così potuto seguire, nel topo, singoli progenitori embrionali e postnatali di astrociti e le loro progenie. “Queste analisi accoppiate a studi di proliferazione e a simulazioni computerizzate dei diversi lignaggi, hanno permesso di svelare un’inedita multipotenza dei progenitori, in grado di generare uno o più tipi di astrociti. E anche che l’eterogeneità degli astrociti nel cervelletto deriva da un programma altamente stereotipato e regolato nel tempo e nello spazio”, spiega Valentina Cerrato, una delle ricercatrici responsabili dello studio.
Secondo un preciso schema costruttivo, infatti, progenie generate in diverse fasi dello sviluppo embrionale occupano territori cerebellari distinti e sono caratterizzate da eterogeneità e capacità di amplificazione che diminuiscono nel tempo. Inoltre, spiegano gli autori dello studio, dopo la nascita, diversi ritmi di proliferazione e differenziamento dei vari tipi di astrociti cerebellari risultano in cloni con architetture stereotipate e modularità ricorrenti, basate su rapporti numerici altamente conservati tra tipi di astrociti e, in particolare, nella costante prevalenza di un tipo sugli altri. Questa regolarità – che ha sorpreso i ricercatori – si ritrova anche nei sottocloni, gruppi di cellule sorelle separate nello spazio, nei quali i cloni più eterogenei si suddividono.
Una via per comprendere i disturbi del neurosviluppo
“Una così fine regolazione della generazione della diversità degli astrociti non può che confermarne il ruolo cruciale degli astrociti nel corretto sviluppo e mantenimento della funzionalità neuronale, incoronando queste cellule come vere star del cervello, di nome e di fatto», dice Buffo.
“Oltre ad aprire la strada all’indagine dei meccanismi molecolari che partecipano nella generazione di queste progenie cellulari”, conclude la ricercatrice, “i nostri risultati offrono una nuova chiave di lettura per la comprensione dei disturbi del neurosviluppo, nei quali gli schemi costruttivi astrogliali potrebbero essere alterati con conseguenti anomalie dell’attività neuronale”.
Riferimenti: Plos Biology; Università di Torino
