GLI ASTROCITI REGOLANO
IL POTENZIAMENTO DI LUNGO TERMINE
Nell’ultimo decennio sono stati compiuti notevoli progressi nella conoscenza della fisiologia della glia, ed oggi il numero delle funzioni degli astrociti, dalla capacità di gliotrasmissione a tutte le altre attività svolte dal sistema astrocitario in cooperazione con le cellule nervose e gli oligodendrociti, consente di stilare un lungo elenco di ruoli fisiologici che includono interventi in processi importanti come la formazione delle sinapsi e la regolazione dei neuroni. Filosa e collaboratori del Department of Molecular Neurobiology, Max Plank Institute of Neurobiology (Martinsried, Germania), studiando i meccanismi molecolari delle interazioni neuroni-astrociti che regolano il trasporto del glutammato, hanno dimostrato che le cellule gliali contribuiscono alla modulazione della plasticità sinaptica dei neuroni dell’ippocampo (Filosa A., et al., Neuron-glia communication via EphA4/ephrin-A3 modulates LTP through glial glutamate transport. Nature Neuroscience 12 (10), 1285-1292, 2009).
Studi precedenti avevano accertato che il recettore EPHA4 (ephrin type A receptor 4) è necessario per il potenziamento di lungo termine (LTP) delle sinapsi fra i neuroni delle regioni CA3 e CA1 dell’ippocampo; i ricercatori del Max Plank Institute of Neurobiology, mediante stimolazione con scariche theta (TBS, da theta burst stimulation) in sezioni di ippocampo di topo, hanno ora definito che l’espressione di EPHA4 nei neuroni post-sinaptici di CA1 è l’elemento cruciale per l’induzione di LTP.
La perdita dell’efrina A3, ligando di EPHA4 espresso dagli astrociti, riduceva notevolmente l’LTP nelle sinapsi ippocampali studiate, suggerendo che il legame fra il recettore espresso sui dendriti delle cellule nervose e la molecola di produzione astrocitaria, rappresenti un processo critico per lo sviluppo del potenziamento della neurotrasmissione.
Si ritiene che gli astrociti possano modulare la funzione sinaptica mediante il loro ruolo nella ricaptazione del glutammato presso le giunzioni; i ricercatori hanno dimostrato che i trasportatori astrocitari del glutammato, GLAST e GLT1[1] che mediano questo processo, erano upregulated nel cervello di topi mancanti di EPHA4 o di efrina A3. Coerentemente con questo riscontro, l’iperespressione di efrina A3 in topi transgenici causava la ridotta espressione dei trasportatori del glutammato. Questi dati indicano che la segnalazione EPHA4-efrina A3 agisce col fine di limitare l’espressione delle proteine trasportatrici dell’aminoacido eccitatorio e, perciò, potrebbe regolare la ricaptazione del glutammato presso la sinapsi. Per verificare questa possibilità, i ricercatori hanno valutato i livelli di glutammato sinaptici misurando il grado di inibizione determinato da un antagonista competitivo dei recettori del glutammato di bassa affinità sui potenziali post-sinaptici eccitatori in miniatura[2]. Come previsto, la perdita di EPHA4 era correlata con livelli più bassi di glutammato sinaptico.
Successivi esperimenti, che hanno mostrato la reversione degli effetti della perdita di EPHA4 ed efrina A3 con il blocco del trasporto del glutammato, hanno fornito ulteriori prove che il trasporto astrocitico del trasmettitore eccitatorio media l’azione di EPHA4 sul potenziamento di lungo termine dell’attività sinaptica.
Questi risultati dimostrano che, regolando i livelli del glutammato sinaptico, le interazioni astrociti-neuroni, mediate dalla segnalazione EPHA4-efrina A3, modulano la plasticità neuronica.
La prosecuzione degli studi dovrà chiarire se la segnalazione originata da questa interazione astrociti-neuroni è modificata dall’attività neuronica, e dovrà identificare le vie a valle che regolano l’espressione dei trasportatori.
Si
invitano i lettori interessati a leggere le recensioni di argomento connesso (su
funzioni degli astrociti, regolazione sinaptica, ecc.) nelle nostre “Note e
Notizie”. La bozza di questo testo è stata corretta dalla dottoressa Isabella
Floriani.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]