La scoperta, opera di un gruppo di esperti dell’Università di Losana e del Wyss Center for Bio and Neuroengineering di Ginevra, è destinata a sconvolgere le neuroscienze
Grandissima novità nel mondo delle neuroscienze. Un gruppo di scienziati ha indiviuduato un nuovo tipo di cellula nel cervello. Il team, formato da ricercatori dell’Università di Losanna e del Wyss Center for Bio and Neuroengineering di Ginevra, ha scoperto che le due grandi famiglie di cellule che compongono il cervello, i neuroni e le cellule gliali, nascondono segretamente una cellula ibrida, a metà strada tra queste due categorie: si tratta degli astrociti glutammatergici. I risultati dello studio aprono la strada a nuovi approcci per comprendere meglio e contrastare alcune patologie del cervello. Il team ha pubblicato i risultati della scoperta sulla rivista ‘Nature’.
Non solo neuroni e cellule gliali
Da quando le neuroscienze hanno fatto la loro comparsa, si è sempre ritenuto che il cervello funzionasse principalmente grazie ai neuroni e alla loro abilità nell’elaborare e trasmettere rapidamente informazioni attraverso le loro reti. Per sostenere questa funzione, le cellule gliali svolgono una serie di compiti, tra cui funzioni strutturali, energetiche e immunitarie, oltre a stabilizzare le costanti fisiologiche. Alcune di queste cellule gliali, conosciute come astrociti, circondano strettamente le sinapsi, i punti di contatto in cui i neurotrasmettitori vengono rilasciati per veicolare le informazioni tra i neuroni. Questo è il motivo per cui gli scienziati hanno a lungo ipotizzato che gli astrociti potrebbero avere un ruolo attivo nella trasmissione sinaptica e partecipare all’elaborazione delle informazioni.
Tuttavia, finora, gli studi condotti per dimostrarlo hanno prodotto risultati contrastanti e non hanno ancora raggiunto un consenso scientifico definitivo. Per risolvere questa questione, i neuroscienziati hanno identificato un nuovo tipo di cellula con le caratteristiche di un astrocita e hanno individuato il meccanismo molecolare necessario per la trasmissione sinaptica. Ciò ha concluso anni di controversie. Per confermare o confutare l’ipotesi che gli astrociti, simili ai neuroni, siano in grado di rilasciare neurotrasmettitori, i ricercatori hanno inizialmente esaminato il contenuto molecolare degli astrociti utilizzando moderne tecniche di biologia molecolare. Il loro obiettivo era individuare segni del meccanismo necessario per la rapida secrezione del glutammato, il principale neurotrasmettitore utilizzato dai neuroni.
Le parole dei protagonisti
“La precisione consentita dagli approcci di trascrittomica unicellulare ci ha permesso di dimostrare la presenza nelle cellule con profilo astrocitico di trascritti delle proteine vescicolari, VGLUT, incaricate di riempire le vescicole neuronali specifiche per il rilascio di glutammato – spiegano i ricercatori. Questi trascritti sono stati trovati in cellule di topi, e sono apparentemente conservati nelle cellule umane. Abbiamo anche identificato altre proteine specializzate in queste cellule”.
In seguito, i neuroscienziati hanno cercato di determinare se queste cellule ibride fossero effettivamente funzionanti, ovvero capaci di rilasciare glutammato con una velocità comparabile a quella della trasmissione sinaptica. Per raggiungere questo obiettivo, il gruppo di ricerca ha impiegato una tecnica di imaging avanzata in grado di rilevare il glutammato rilasciato dalle vescicole nei tessuti cerebrali e nei topi vivi. “Abbiamo identificato un sottogruppo di astrociti che rispondono a stimolazioni selettive con rapido rilascio di glutammato, che si verifica in aree spazialmente delimitate di queste cellule” – ha dichiarato Andrea Volterra, tra gli autori principali dello studio.
Inoltre, è da notare che questo rilascio di glutammato esercita un’influenza significativa sulla trasmissione sinaptica e sul controllo dei circuiti neuronali. Il gruppo di ricerca è riuscito a dimostrarlo sopprimendo l’espressione di VGLUT da parte delle cellule ibride. Roberta de Ceglia, la prima autrice dello studio e ricercatrice senior dell’Università di Losanna, spiega: “Queste cellule svolgono un ruolo cruciale nella modulazione dell’attività neuronale, controllando il livello di comunicazione e di eccitazione dei neuroni”. Senza questo meccanismo funzionale, lo studio ha rivelato che il potenziamento a lungo termine, un processo neurale coinvolto nei meccanismi di memorizzazione, viene compromesso, con conseguenze negative sulla memoria dei topi.
Una scoperta potenzialmente rivoluzionaria
Le implicazioni di questa scoperta sono potenzialmente di vasta portata. Attraverso la specifica soppressione degli astrociti glutammatergici, il gruppo di ricerca ha dimostrato effetti sul consolidamento della memoria e ha rilevato legami con patologie come l’epilessia, che potrebbero essere exacerbate dalle crisi epilettiche. Inoltre, lo studio ha evidenziato anche che gli astrociti glutammatergici svolgono un ruolo nella regolazione dei circuiti cerebrali responsabili del controllo del movimento, suggerendo la possibilità di sviluppare bersagli terapeutici per affrontare la malattia di Parkinson.
“Tra neuroni e astrociti, ora abbiamo a portata di mano un nuovo tipo di cellula – spiega Volterra. La sua scoperta apre immense prospettive di ricerca. I nostri prossimi studi – conclude – esploreranno il potenziale ruolo protettivo di questo tipo di cellula contro i disturbi della memoria nella malattia di Alzheimer, così come il suo ruolo in regioni e patologie diverse da quelle qui esplorate”.
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