[autismo-biologia] Astrociti
daniela
daniela a autismo33.it
Ven 22 Mar 2019 15:05:19 CET
Il 2019-03-03 10:03 Fondazione Marino ha scritto:
> Invito a leggere un articolo su "la lettura" di oggi a firma di
> Valentina Benfenati.
> In un certo senso rivoluziona la visione neuro centrica delle funzioni
> cerebrali.
> Questi astrociti agiscono sulla memoria e sull'apprendimento e sono
> regolsti da "segnali di calcio " molto facilmente manipolabili.
> Insomma, un altro tassello sulla conoscenza del cervello che ci potrà
> aiutare.
> Buona lettura
> Giovanni Marino
Valentina Benfenati dá il resoconto di un articolo scientifico, di cui é
coautrice, uscito recentemente. Lo ha letto per noi il professor Giorgio
Lenaz, che ci ricorda che il lavoro non riguarda lo spettro autistico,
ma rappresenta un avanzamento metodologico importante per lo studio di
cellule nervose coltivate in vitro. Inoltre questo studio rappresenta
un progresso nella comprensione che le cellule funzionali nel sistema
nervoso centrale non sono solamente i neuroni ma anche le cellule gliali
come gli astrociti: questi non sono esclusivamente un supporto
strutturale, ma sono cellule eccitabili che non producono potenziali
d’azione ma che attraverso contatti diretti coi neuroni ne regolano le
funzioni.
Ed ecco il riassunto dell’articolo
La stimolazione elettrica da parte di un dispositivo bioelettronico
induce segnali da ione Calcio in cellule cerebrali non eccitabili.
A.I Brachero-Conejo et al, Advances Healthcare Materials 8, 1801139,
2019
Electrical Stimulation by an Organic Transistor Architecture Induces
Calcium Signaling in Nonexcitable Brain Cells.
Borrachero-Conejo AI, Saracino E, Natali M, Prescimone F, Karges S,
Bonetti S, Nicchia GP, Formaggio F, Caprini M, Zamboni R, Mercuri F,
Toffanin S, Muccini M, Benfenati V.
Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) Istituto per lo Studio dei
Materiali Nanostrutturati (ISMN) Via Gobetti, 101, 40129, Bologna,
Italy.
Adv Healthc Mater. 2019 Feb;8(3):e1801139
Questo studio prende in esame un dispositivo a transistor formato da un
materiale semiconduttore organico capace di fungere da sensore e
stimolatore di cellule coltivate in vitro. Il materiale organico è un
miglior substrato per la crescita cellulare rispetto a quelli inorganici
utilizzati, come vetro o silice. Il dispositivo era già stato usato
dagli stessi Autori per stimolare cellule neuronali in coltura; nello
studio qui riportato il dispositivo è stato utilizzato per stimolare
cellule cerebrali non eccitabili, gli astrociti. Il razionale di questa
ricerca sta nell’emergente ruolo degli astrociti nel controllo della
concentrazione ionica e dei neurotrasmettitori nella fessura sinaptica,
in virtù della loro stretta connessione con i neuroni contraenti la
sinapsi stessa.
In particolare gli astrociti sono sensibili a numerosi stimoli capaci di
variare le concentrazioni intracellulari dello ione Calcio; tali
variazioni possono essere localizzate in specifici micro-domini oppure
possono diffondersi da cellula a cellula tramite giunzioni
intracellulari. Il Calcio nel citoplasma cellulare può aumentare per
l’apertura di canali specifici sulla membrana plasmatica oppure per
rilascio dal reticolo endoplasmatico stimolato da un messaggero
intracellulare (IP3, inositolo trisfosfato) a sua volta evocato dalla
stimolazione di recettori, detti metabotropici, situati sulla membrana.
Nella corteccia cerebrale la stimolazione degli astrociti ha luogo a
livello sinaptico, poiché gli astrociti avviluppano il 90% dei neuroni
pre- e post-sinaptici. Ciò ha tra l’altro suggerito che gli astrociti
siano coinvolti nelle funzioni cognitive. Per quanto riguarda il Calcio,
aberrazioni del trasporto dello ione sono state osservate in numerose
patologie come il morbo di Alzheimer, la sindrome di Down, l’epilessia,
tumori cerebrali, ischemia cerebrale.
Nonostante la crescente importanza del ruolo degli astrociti, non vi
sono studi con dispositivi organici bioelettronici per studiare le
variazioni del Calcio in queste cellule. Questa ricerca si rivolge
proprio a colmare questa lacuna.
Per prima cosa gli Autori hanno verificato che il substrato organico
collegato al dispositivo a transistor è un ottimo substrato di crescita
degli astrociti, addirittura migliore dei substrati tradizionali.
Applicando uno stimolo elettrico alle cellule coltivate in un mezzo
ricco di ione Ca2+, si aveva un aumento progressivo della concentrazione
di Calcio intracellulare; se le cellule erano coltivate in un mezzo
privo di Ca2+, non si aveva alcun effetto. Questo indica che la fonte
dello ione è il Ca2+ extracellulare e non quello presente nei depositi
del reticolo endoplasmatico. Con l’uso razionale di inibitori specifici
si è potuto dimostrare che all’entrata dello ione sono deputati i canali
detti TRP (transient receptor potential). E’ stato pure dimostrato che
l’incremento del Ca2+ intracellulare è collegato a un aumento del volume
cellulare, senza alterazioni o morte cellulare.
Mentre nei neuroni la stimolazione elettrica, oltre a modulazione della
concentrazione di Ca2+, porta alla produzione di segnali elettrici lungo
il neurone post-sinaptico sotto forma di potenziali d’azione, negli
astrociti rappresenta esclusivamente una modalità di segnalazione
attraverso la concentrazione dello ione Ca2+. Oggi è ben noto che il
Ca2+ intracellulare è un “secondo messaggero” che partecipa alle vie di
segnalazione delle cellule, che a loro volta regolano la crescita e
l’espressione genica.
Questo studio conferma il ruolo degli astrociti nel sistema nervoso
centrale, non solo come cellule di supporto inerte ai neuroni, ma di
elementi con un ruolo attivo nell’attività neuronale e sinaptica.
Giorgio Lenaz, professore Emerito di Biochimica, Universitá di Bologna
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