Ricerca

L’interazione tra motoneuroni e cellule gliali alla base della SMA

Un recente studio suggerisce che l’interazione tra diversi tipi di cellule nervose, inclusi i motoneuroni e le cellule gliali, sembra essere alla base della degenerazione e della denervazione dei motoneuroni che caratterizza l'atrofia muscolare spinale (SMA).

Lo studio "Glial cells involvement in spinal muscular atrophy: Could SMA be a neuroinflammatory disease?" è stato pubblicato sulla rivista Neurobiology of Disease.

La SMA è caratterizzata dalla perdita graduale dei motoneuroni - le cellule nervose responsabili del controllo dei muscoli volontari - nel midollo spinale, con conseguente debolezza muscolare. È causata dalle mutazioni del gene SMN1 che fornisce istruzioni per produrre la proteina SMN che è essenziale per la sopravvivenza dei motoneuroni.

Sebbene la SMA sia considerata una malattia dei motoneuroni, l'evidenza di recenti studi suggerisce che anche altri tipi di cellule nervose potrebbero essere coinvolti nel suo sviluppo. Questi includono le cellule gliali, il tipo di cellula più abbondante presente nel sistema nervoso centrale (SNC) in grado di fornire protezione e supporto ai neuroni.

I ricercatori hanno scritto: "Sebbene in questa malattia sia stata stabilita la tossicità motoneuronale, crescenti prove supportano la possibilità che, oltre a ciò, la disfunzione gliare e l'infiammazione mediata dalla glia possano essere in grado di compromettere la sopravvivenza neuronale e promuovere la progressione e la propagazione del processo degenerativo”.

Il loro studio di revisione si è concentrato sul riassunto dei principali risultati di diversi studi che indagano il possibile contributo di diversi tipi di cellule gliali, tra cui astrociti, microglia, oligodendrociti e cellule di Schwann, nello sviluppo della SMA.

La microglia è considerata un gruppo di cellule immunitarie "sentinella" del sistema nervoso centrale, la cui funzione principale è proteggere i neuroni da microbi o altre minacce.

Gli astrociti sono cellule a forma di stella che forniscono nutrimento ai neuroni e sono anche importanti per la loro maturazione e differenziazione. Come la microglia, gli astrociti possono rispondere ai segnali pro-infiammatori rilasciati dalle cellule immunitarie T, contribuendo alla neuroinfiammazione.

Gli oligodendrociti sono le cellule gliali del sistema nervoso centrale responsabili della produzione di mielina, la sostanza grassa che avvolge i segmenti nervosi o gli assoni per garantire la trasmissione degli impulsi delle cellule nervose.

Le cellule di Schwann, come gli oligodendrociti, producono mielina. Tuttavia, mentre gli oligodendrociti si trovano nel sistema nervoso centrale, le cellule di Schwann sono presenti solo nel sistema nervoso periferico (SNP), che comprende tutti i nervi presenti al di fuori del cervello e del midollo spinale.

In altri disturbi neurodegenerativi, come la sclerosi laterale amiotrofica (SLA) e il morbo di Alzheimer, si pensa che la microglia e gli astrociti agiscano di concerto, o in sequenza, per promuovere risposte immunitarie e infiammatorie. Si ritiene inoltre che la loro attivazione cronica porti alla produzione di specie tossiche reattive dell'ossigeno (ROS) che contribuiscono allo stress ossidativo (danno cellulare causato da alti livelli di molecole ossidanti tossiche) e alla neurodegenerazione.

La disfunzione degli oligodendrociti è stata segnalata anche in altre malattie neurologiche, tra cui il morbo di Parkinson e l'atrofia del sistema multiplo (MSA). Tali problemi nel funzionamento degli oligodendrociti possono anche portare alla morte dei neuroni a causa dell'attivazione di cascate di segnalazione neuroinfiammatorie, insieme alla perdita di supporto fornita da queste cellule.

Studi condotti su modelli animali SMA hanno identificato diverse anomalie nella funzione degli astrociti. Ad esempio, è stato riportato che la mancanza di proteine ​​SMN associata alla SMA influenza l'interazione tra motoneuroni e astrociti e la loro capacità di formare sinapsi funzionali.

Al contrario, è stato dimostrato che il ripristino dei livelli di proteina SMN negli astrociti prolunga la durata della vita e migliora la funzione motoria dei topi con SMA, salvando al contempo i difetti nelle sinapsi e nelle giunzioni neuromuscolari (NMJ; i siti in cui comunicano le cellule nervose e muscolari).

Altri studi hanno anche riportato la presenza di astrogliosi - un fenomeno in cui il numero di astrociti reattivi aumenta drammaticamente a causa della perdita di neuroni vicini - nei topi con SMA allo stadio terminale, nonché nei campioni di tessuto dei pazienti post mortem.

Cambiamenti nella funzione della microglia sono stati riportati anche in modelli animali di SMA. Alcuni di questi risultati includevano la presenza di microgliosi in associazione con astrogliosi attorno ai motoneuroni e l'attivazione della microglia nel midollo spinale dei topi con SMA. Analogamente all'astrogliosi, la microgliosi si riferisce al processo attraverso il quale il numero di microglia aumenta sostanzialmente in risposta a una lesione; l'attivazione della microglia è il processo mediante il quale la microglia diventa iperattiva, innescando l'infiammazione.

Anomalie nella funzione delle cellule di Schwann sono state anche descritte in diversi studi usando diversi modelli di SMA.

I ricercatori hanno scritto: "È stato recentemente riportato che bassi livelli di SMN nelle cellule di Schwann sono in grado di innescare cambiamenti che portano alla mielinizzazione assonale anormale ... [e che] la correzione genetica selettiva dei livelli di SMN nelle cellule di Schwann ha ripristinato i difetti di mielinizzazione, il miglioramento della funzione neuromuscolare e la giunzione neuromuscolare migliorando la malattia nei topi SMA”.

Gli studi che riportano il possibile coinvolgimento degli oligodendrociti nella SMA sono più scarsi. Tuttavia, uno studio recente ha riportato difetti nella differenziazione e nella funzione delle cellule appartenenti al lignaggio degli oligodendrociti isolate dai topi SMA e dalle cellule staminali pluripotenti indotte dai pazienti (iPSC).

Da notare che le iPSC sono cellule completamente mature che possono essere riprogrammate in uno stato di cellule staminali, da cui sono in grado di crescere in quasi ogni tipo di cellula.

"Da tutti gli studi discussi finora, emerge che la SMA è una malattia [multifattoriale] in cui le cellule gliali e i motoneuroni si influenzano a vicenda e contribuiscono alla denervazione, alla perdita sinaptica e infine alla morte cellulare", hanno scritto.

“Diversi meccanismi sembrano essere implicati in questo danno mediato dalla glia, e molti sono probabilmente ancora oscuri. Tuttavia, dalla nostra discussione emerge l’importanza dell'interruzione delle diverse interazioni neuronali-gliali, come la formazione e il rimodellamento delle sinapsi, la trasmissione intercellulare e la mielinizzazione".

“È necessaria una caratterizzazione più profonda di questi processi nella SMA, non solo per una migliore comprensione dei meccanismi patogeni, ma anche per un perfezionamento delle nostre armi terapeutiche", hanno concluso i ricercatori.

Fonte: https://smanewstoday.com

CHI SIAMO

logo default

Associazione per lo Studio delle Atrofie Muscolari Spinali Infantili

Codice fiscale: 03953480377

RESTIAMO IN CONTATTO

FacebookLinkedinInstagramYouTube

NEWSLETTER

Nessuna connessione internet