NUOVI DATI SULLE NICCHIE
DI CELLULE STEM NEURALI
Nel cervello adulto le cellule
staminali neurali (NSC, da neural stem cell) dei ventricoli
laterali sono allocate nelle pareti di queste cisterne cerebrali, dove sembra
siano raccolte in nicchie specializzate che regolano il loro comportamento
biologico. Tre nuovi studi forniscono elementi molto interessanti sul
microambiente che circonda immediatamente le NSC e sui fattori che intervengono
nella loro regolazione (1. Mirzadeh Z. et al. Neural stem cells
confer unique pinwheel architecture to the ventricular surface in neurogenic
regions of the adult brain. Cell Stem
Cell 3, 265-278, 2008; 2. Tavazoie M. et al. A specialized vascular niche for adult neural stem cells. Cell Stem Cell 3, 279-288, 2008;
3. Shen Q. et al. Adult SVZ stem cells lie in a vascular niche: a qualitataive analysis of
niche cell-cell interactions. Cell Stem
Cell 3, 289-300, 2008).
Le NSC adulte costituiscono una sub-popolazione delle cosiddette cellule di tipo B della parete ventricolare che occupa la zona subventricolare (SVZ), e si ritiene siano separate dalla cavità mediante uno strato di cellule ependimali. I nuovi studi hanno impiegato il confocal imaging per analizzare l’architettura cellulare della struttura parietale e cercare di comprendere il significato fisiologico dei rapporti topografici delle cellule in formazione con gli altri tipi cellulari locali.
Alcuni degli interrogativi ai quali i ricercatori hanno cercato di dare risposta, derivano dal confronto fra le caratteristiche delle cellule staminali del cervello fetale e quelle delle loro omologhe della parete ventricolare dell’adulto. Da precedenti studi, infatti, è emerso che le NSC embrionali hanno bisogno del contatto ventricolare per conservare lo stato di progenitore; ora, sebbene non sembra sussistere una condizione simile per le NSC del cervello adulto, sono state osservate alcune di queste cellule a diretto contatto col ventricolo. In questi studi è stato sottoposto a verifica questo reperto e si è cercato di stabilirne l’estensione e il significato.
Il gruppo di Mirzadeh del Department of Neurosurgery dell’Università della California a San Francisco e quello di Shen del New York Neural Stem Cell Institute, hanno osservato nell’adulto molte cellule di tipo B entrare in contatto con la superficie ventricolare mediante sottili processi apicali e, in alcuni casi, hanno visto e documentato la presenza del corpo cellulare nella compagine del rivestimento ependimale. La presenza di questi contatti è stata rilevata in tutta l’estensione della parete del ventricolo e sono stati trovati degli “hot spots” con un alto numero di contatti in regioni che producono specifici tipi di neuroni.
L’osservazione ha consentito di rilevare un’interessante organizzazione citoarchitettonica in cui i processi apicali delle cellule di tipo B appaiono circondati da cellule ependimali, dando luogo ad una configurazione simile ad una girandola (pinwheel pattern) sulla superficie ventricolare.
Si è anche notato che le cellule di tipo B, come i progenitori embrionali, estendono un lungo processo basale, associato in parte con i neuroblasti migranti e terminante sui vasi sanguigni.
Da queste immagini si evince che il contatto con i vasi sanguigni potrebbe essere un elemento-chiave della nicchia NSC.
I tre studi hanno rivelato un denso plesso di vasi sanguigni nella SVZ neurogenica, e molte NSC in mitosi, con la progenie in espansione, sono state viste in stretta associazione con queste formazioni vascolari da Tavazoie e colleghi del Department of Neuroscience del College of Physicians and Surgeons della Columbia University, i quali hanno anche rilevato i frequenti contatti di questi elementi cellulari con i vasi, nei siti che mancano di piedi terminali astrocitari e di copertura pericitica, una peculiarità della barriera emato-encefalica esclusiva della SVZ, che proprio in questi siti presenta con alta frequenza fenomeni rigenerativi.
Simili osservazioni sono state fatte dal gruppo di Shen, che ha poi voluto studiare le basi molecolari di questa associazione.
Le cellule vicine ai vasi sanguigni esprimono l’α6β1-integrina, uno dei recettori principali della laminina espressa dai vasi. I ricercatori hanno verificato in vitro che il blocco del legame della laminina alla α6β1-integrina impedisce il legame delle NCS alle cellule endoteliali, suggerendo che in vivo questo legame potrebbe tenere le cellule in divisione ancorate ai vasi sanguigni.
La stretta associazione fra vasi sanguigni e NSC suggerisce che la proliferazione potrebbe essere regolata da segnali vascolari e, infatti, Tavazoie e colleghi hanno rilevato che piccole molecole circolanti attraversano gli spazi privi di barriera gliale. Il ruolo della vascolarizzazione nella regolazione della proliferazione delle NSC è stato evidenziato dall’ablazione della progenie di NSC, che determinava una risposta rigenerativa molto marcata in prossimità dei vasi sanguigni. Shen e collaboratori hanno bloccato le interazioni laminina/α6β1-integrina in vivo rilevando un’accresciuta proliferazione nella SVZ. Questi risultati indicano che la vascolarizzazione delle nicchie può sia sostenere che controllare la proliferazione nella SVZ.
Presi insieme questi tre studi forniscono un dettagliato quadro morfologico del microambiente delle nicchie e molte indicazioni che evidenziano l’importanza delle cellule del ventricolo e della struttura vascolare per la regolazione delle NSC.
Questi progressi consentono ora alla ricerca di procedere nel tentativo di identificare i fattori decisivi nella segnalazione che determina la regolazione.
L’autrice
della nota ringrazia la dottoressa Floriani per la correzione della bozza.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]