In caso di lesioni e infezioni nel cervello, le cellule gliali circostanti assicurano che le cellule nervose sensibili siano preservate e che si eviti un danno nervoso dilagante. Un team di ricerca della Charité – Universitätsmedizin Berlin è ora in grado di dimostrare quanto sia importante la riorganizzazione delle strutture di impalcatura e di membrana nelle cellule gliali in questo processo. I risultati, ora descritti nella rivista Nature Communications*, fanno luce su un nuovo meccanismo di protezione cellulare, attraverso il quale il cervello potrebbe contrastare attivamente i gravi decorsi delle malattie neurologiche.
Il sistema nervoso è particolarmente sensibile ai danni, poiché le cellule nervose morte non possono essere rinnovate. Pertanto, soprattutto nel cervello, diverse cellule devono collaborare in modo coordinato per limitare i danni dopo lesioni e infezioni, ad esempio, e per consentire la guarigione. I cosiddetti astrociti, le cellule gliali più comuni nel sistema nervoso centrale, svolgono un ruolo centrale nella protezione del tessuto circostante. Il suo programma protettivo – chiamato astrogliosi reattiva – supporta la formazione di cicatrici e quindi aiuta a prevenire la diffusione dell’infiammazione e a limitare il danno tissutale. Allo stesso tempo, gli astrociti possono garantire la sopravvivenza dei neuroni in prossimità delle lesioni tissutali e sostenere il riallineamento delle reti neuronali. Gli scienziati della Charité hanno ora chiarito un nuovo meccanismo di come questi processi avvengono e sono coordinati negli astrociti.
“Siamo riusciti a dimostrare per la prima volta che la proteina drebrina controlla l’astrogliosi nelle lesioni cerebrali”, afferma la Prof.ssa Britta Eickholt, Direttore dell’Istituto di Biochimica e Biologia Molecolare della Charité e responsabile dello studio. “La drebrina è necessaria perché gli astrociti formino cicatrici come collettività e proteggano il tessuto circostante”. I ricercatori sono riusciti a spegnere la drebrina negli astrociti – e a ricreare il suo ruolo nelle lesioni cerebrali nei modelli animali. Hanno studiato i cambiamenti cellulari utilizzando la microscopia elettronica e la microscopia ottica ad alta risoluzione sul cervello – così come in tempo reale sugli astrociti isolati in coltura cellulare. “La perdita di drebrina porta alla soppressione della normale attivazione degli astrociti”, spiega il Prof. Eickholt. “Al contrario, invece di reagire in modo protettivo, questi astrociti perdono del tutto la loro funzione e rinunciano alla loro identità cellulare”. Le lesioni che in realtà sono innocue si diffondono senza la cicatrice protettiva e sempre più cellule nervose muoiono.
Per consentire questa cicatrizzazione, Drebrin controlla la riorganizzazione del citoscheletro di actina, un’impalcatura per la stabilizzazione meccanica, negli astrociti. In questo modo, viene influenzata anche la formazione di lunghi tubi di membrana – i cosiddetti endosomi tubolari – che servono a ricevere, smistare e ridistribuire i recettori di superficie e sono necessari per le contromisure protettive degli astrociti. “I nostri risultati mostrano quindi come Drebrin controlli le funzioni fondamentali degli astrociti nella difesa dalle influenze dannose, attraverso il cambiamento dinamico del citoscheletro e delle strutture di membrana”, riassume il Prof. Eickholt. “In particolare, i tubi di membrana che si creano in questo processo non sono mai stati descritti in questa forma negli astrociti in coltura o nel cervello”.
“Il suo ruolo di regolatore citoscheletrico suggerisce che la drebrina potrebbe essere un potenziale fattore di rischio per gravi malattie neurologiche e non solo, perché la perdita della proteina negli astrociti può causare cambiamenti molto simili”, aggiunge il Prof. Eickholt. “È anche possibile che gli individui affetti da difetti del gene Drebrin – paragonabili al modello animale – siano completamente invisibili fino a quando lo stress cellulare, le tossine ambientali o la malattia non ne scatenano l’espressione”. Gli studi su campioni di pazienti chiariranno ora in che misura la drebrina svolge un ruolo anche in altre malattie, come il morbo di Alzheimer.
*Schiweck J e altri. La drebrina controlla la formazione di cicatrici e la reattività degli astrociti in seguito a lesioni cerebrali traumatiche, regolando il traffico di membrana. Nat Commun (2021), doi: 10.1038/s41467-021-21662-x.
Pubblicazione originale:
https://www.nature.com/articles/s41467-021-21662-x
