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I superpoteri delle cellule gliali: come rispondono ai danni del sistema nervoso?
Dopo un danno al sistema nervoso centrale (SNC), le cellule gliali subiscono una reazione non specifica, un fenomeno chiamato gliosi. Questo processo si manifesta principalmente con la proliferazione o ipertrofia di vari tipi di cellule gliali, inclusi astrociti, microglia e oligodendrociti. Nei casi più estremi di gliosi si formano cicatrici gliali.
Il processo di gliosi comporta una serie di eventi cellulari e molecolari che si verificano nell'arco di diversi giorni.
Di fronte ai danni al sistema nervoso, la risposta delle cellule gliali è fondamentale. Inizialmente si verifica spesso un accumulo di macrofagi e microglia locale nel sito della lesione. Questa reazione precoce è chiamata microgliosi e di solito inizia entro poche ore dalla lesione del sistema nervoso centrale. Nel corso del tempo, circa 3-5 giorni dopo la lesione, anche i precursori degli oligodendrociti vengono reclutati nell'area lesionata e possono partecipare al processo di rimielinizzazione.
Le risposte delle cellule gliali possono essere benefiche o dannose e questo equilibrio è influenzato da un insieme complesso di fattori e meccanismi di segnalazione molecolare.
Risposta degli astrociti
L'astrogliosi reattiva, la forma più comune di gliosi, comporta la proliferazione degli astrociti, le cellule gliali responsabili del mantenimento delle concentrazioni di ioni e neurotrasmettitori extracellulari e dei processi di regolazione della funzione tattile e della formazione della barriera emato-encefalica. La proliferazione degli astrociti si verifica frequentemente nelle lesioni cerebrali traumatiche e in molte condizioni neuropatologiche, come la malattia dei motoneuroni e l'insonnia familiare fatale.
La proliferazione degli astrociti è stata a lungo utilizzata come indicatore di danni ai nervi.
Sebbene i meccanismi che portano all'astrogliosi non siano completamente compresi, si ritiene che il danno ai neuroni scateni la proliferazione degli astrociti. Questo processo non è semplicemente “tutto o niente”, ma una serie di cambiamenti che variano a seconda del tipo e della gravità della lesione o della malattia del sistema nervoso centrale. Gli astrociti possono mostrare cambiamenti morfologici o funzionali durante il processo che vanno da una lieve ipertrofia alla formazione di cicatrici gliali.
Regolazione dell'astrogliosi
I cambiamenti nell'astrogliosi sono influenzati dal contesto e gli eventi di segnalazione rilevanti possono alterare la natura e l'entità di questi cambiamenti. Gli astrociti reattivi sono influenzati da segnali molecolari rilasciati da vari tipi di cellule del sistema nervoso centrale come neuroni, microglia e cellule precursori degli oligodendrociti. Alcune delle principali molecole di segnalazione includono citochine come l'interleuchina-6 (IL-6), il fattore neurotrofico ciliare (CNTF) e il fattore inibitorio della leucemia (LIF). Queste molecole hanno effetti diversi sugli astrociti, aggiungendo un ulteriore livello di complessità all’astrogliosi.
L'impatto dell'astrogliosi
Sebbene l'astrogliosi sia stata tradizionalmente vista come una conseguenza negativa dell'inibizione della rigenerazione delle fibre nervose, questo processo è altamente conservato, suggerendo importanti benefici. Gli effetti dell'astrogliosi variano a seconda del contesto e dei tempi della lesione del sistema nervoso centrale. Di seguito sono riportati alcuni importanti effetti dell'astrogliosi:
Effetti benefici
- Neuroprotezione: gli astrociti reattivi rilasciano fattori neurotrofici per prevenire la morte cellulare.
- Mantenere l'ambiente extracellulare: responsabile della clearance del glutammato per limitare la neurotossicità.
- Rilascia molecole antinfiammatorie: ripristina la funzione della barriera ematoencefalica.
- Isolare le aree danneggiate: proteggere i tessuti sani dalle infezioni.
Effetti dannosi
- Limitare la rigenerazione delle fibre nervose: quando si formano cicatrici gliali, gli astrociti reattivi formano una matrice extracellulare inibitoria.
- Rilascio di sostanze neurotossiche: come alcune citochine proinfiammatorie e citotossiche.
- Ostacolare il recupero funzionale: può portare al peggioramento dei sintomi clinici.
Risposta microgliale
Le microglia sono un altro tipo di cellule gliali che, una volta attivate, funzionano come i macrofagi nel sistema nervoso centrale. La sensibilità delle microglia ai piccoli cambiamenti nell'ambiente cellulare consente loro di rispondere rapidamente ai segnali infiammatori e di eliminare tempestivamente la fonte dell'infezione. La risposta microgliale, o microgliosi, è spesso il primo stadio osservato della gliosi. L'attivazione delle microglia comporta cambiamenti nella morfologia cellulare, in particolare il rigonfiamento dei processi cellulari, e il loro recettore CR3 sulla superficie immunitaria è spesso sovraregolato entro 24 ore dalla lesione.
Le microglia svolgono molteplici funzioni nel loro stato attivato, tra cui la pulizia cellulare e la regolazione della rigenerazione dei nervi.
Potenziali bersagli della terapia
Mentre la comprensione della gliosi diventa sempre più approfondita, i ricercatori stanno esplorando attivamente possibili opzioni terapeutiche nel tentativo di regolare selettivamente la risposta delle cellule gliali. Il contenimento della gliosi dannosa preservando gli effetti benefici farà parte delle future strategie terapeutiche per le malattie neurologiche. Questi studi potrebbero non solo cambiare l’attuale percezione negativa delle cellule gliali, ma potrebbero anche portare a trattamenti più efficaci e a una migliore qualità della vita dei pazienti.
Man mano che comprendiamo gradualmente la funzione delle cellule gliali, non possiamo fare a meno di chiederci: i trattamenti futuri potranno davvero bilanciare gli effetti benefici e dannosi delle cellule gliali per promuovere il recupero e la rigenerazione del sistema nervoso?
