DNA, editing del genoma: CRISPR, CRISPR/Cas9, evoCAS9... vai allo speciale

Gli astrociti tengono il tempo nel cervello

Le cellule a lungo considerate un semplice "supporto" dei neuroni hanno un ruolo determinante nella gestione della clessidra che regola l'orologio biologico.

astrocytesfo
Per isolare soltanto gli astrociti e studiarne il comportamento, gli scienziati hanno preso di mira una proteina che ne determina la struttura ramificata, e l'hanno associata a una proteina luminescente.|Washington University in St. Louis

Un gruppo di cellule un tempo ritenute un semplice "segnaposto" per neuroni avrebbero un ruolo fondamentale nel regolare i ritmi circadiani nel cervello.

 

Gli astrociti sono cellule della glia, i principali costituenti del sistema nervoso insieme ai neuroni. Sono chiamati così perché, visti al microscopio, sono a forma di stella, e svolgono una funzione nutritiva e di sostegno per i neuroni, isolandoli e proteggendoli da lesioni. Ma uno studio in pubblicazione su Current Biology rivela che non sono semplici "tappabuchi": senza di essi il nostro orologio biologico sarebbe totalmente sballato.

Centro di comando. I ritmi circadiani sono presieduti dal nucleo soprachiasmatico, una regione nell'ipotalamo formata da circa 20 mila neuroni. Ma nella stessa area vi sono anche 6 mila astrociti, il cui ruolo finora non era ben chiaro. Per la prima volta, alcuni neuroscienziati della Washington University di St. Louis sono riusciti a controllare gli astrociti in modo indipendente dai neuroni nei topi, e a far luce sul loro compito.

 

Già nel 2005 il team, guidato da Erik Herzog, aveva dimostrato che gli astrociti, così come molte altre cellule del corpo umano diverse dai neuroni, includono i geni che regolano i ritmi circadiani. Ma ci sono voluti più di dieci anni per vederli all'opera.

 

Luci intermittenti. Come prima cosa, isolando gli astrociti in campioni di tessuto cerebrale dei topi e contrassegnando un gene implicato nei ritmi circadiani con una proteina luminescente, i ricercatori sono riusciti a osservare le cellule "accendersi" ritmicamente ogni volta che quel gene veniva espresso - la prova che gli astrociti "tengono il tempo" quando interagiscono tra loro e con i neuroni.

Un ruolo guida. Il secondo passo è stato usare le forbici molecolari CRISPR-Cas9 per cancellare un gene coinvolto nell'orologio biologico, il Bmal1, in topi viventi. Disattivando lo stesso gene nei neuroni, i topi perdono completamente la loro "clessidra" interna, ma non ci si aspettava che succedesse qualcosa anche mettendolo fuori uso negli astrociti. Silenziare questo gene negli astrociti ha avuto l'effetto di rallentare l'attivazione dei topi di un'ora rispetto alla loro rigida routine giornaliera.

 

Infine, gli scienziati hanno "riparato" gli astrociti - ma non i neuroni - in topi ingegnerizzati per funzionare con ritmi circadiani più rapidi. Ci si aspettava che il nucleo soprachiasmatico degli animali seguisse il ritmo dei neuroni, più numerosi degli astrociti. Invece gli animali con gli astrociti regolati hanno iniziato a correre due ore più tardi degli altri, la prova che gli astrociti avevano comunicato ai neuroni per dettarne ritmi e comportamento.

 

Anche se il ruolo di queste cellule è ancora da studiare in modo approfondito, ce ne è abbastanza per ritenere siano molto più che un semplice supporto.

 

28 Marzo 2017 | Elisabetta Intini