Il nostro cervello non contiene solo neuroni, ma anche varie cellule immunitarie che hanno un ruolo importante per il suo funzionamento. Un team guidato dal Dr. Kiavash Movahedi (del VIB Center for Infiammation Research della VUB) ha sviluppato un atlante cellulare completo del compartimento immunitario del cervello.
Questo ha rivelato non solo la sorprendente diversità dei macrofagi cerebrali, ma ha anche trovato le microglia dove non era previsto. Queste microglia 'nascoste' hanno mostrato sorprendentemente una chiara somiglianza con le microglia che sono di norma associate ai disturbi neurodegenerativi come il morbo di Alzheimer.
Le nuove conoscenze sono importanti per comprendere meglio il ruolo dei macrofagi nella fisiologia del cervello sano e per sviluppare trattamenti in futuro per le malattie neurodegenerative.
Cellule immunitarie nel cervello
I macrofagi nel cervello, un tipo di cellula immunitaria, sono stati scoperti 100 anni fa dallo scienziato spagnolo Pío del Río-Hortega. La maggior parte dei macrofagi cerebrali è composta dalle microglia. Queste cellule sono in stretto contatto con i neuroni e sono fondamentali per il corretto sviluppo e funzionamento del cervello.
Ma al di là delle microglia, il nostro cervello ospita molti altri tipi di macrofagi, molti dei quali sono relativamente sconosciuti. Il Dr. Kiavash Movahedi dice:
"Mentre le microglia sono studiate relativamente bene, altri macrofagi cerebrali sono tuttora abbastanza enigmatici. Volevamo capire meglio queste cellule, poiché riteniamo che potrebbero essere fondamentali per regolare l'infiammazione e immunità del cervello".
Mappatura dell'espressione genica in migliaia di cellule
Per rivelare l'eterogeneità dei macrofagi in varie regioni del cervello, i ricercatori hanno usato un metodo che analizza l'espressione genica di migliaia di singole cellule. In totale, i ricercatori hanno analizzato oltre 60.000 singole cellule da cervelli di topi sani, da topi modello di Alzheimer e da topi con un'importante mutazione genetica che colpisce il loro sistema immunitario.
Movahedi spiega:
"L'avvento delle tecnologie di sequenziamento del RNA a cella singola ha portato la biologia a un livello superiore. Siamo stati fortunati di collaborare strettamente con il gruppo del prof. Yvan Saeys e con i suoi esperti bio-informatici, perché la corretta analisi di questo tipo di big data non è banale".
Combattere l'Alzheimer controllando le cellule cerebrali?
Hannah Van Hove, studentessa di dottorato e prima autrice dello studio, dice: "I nostri risultati mostrano che l'aspetto dei macrofagi cerebrali può variare fortemente a seconda della loro nicchia anatomica, suggerendo che essi soddisfano un ampio insieme di funzioni".
Una scoperta inaspettata è stata la presenza di microglia che si attaccavano ai bordi del plesso coroideo, una rete di cellule a diretto contatto con il liquido cerebrospinale. Queste microglia del plesso coroideo hanno mostrato uno stato di attivazione simile alle microglia che sono a contatto con i depositi tossici di amiloide, una caratteristica dell'Alzheimer.
Il prof. Jo Van Ginderachter (VIB Center for Inflammation Research, VUB), un altro esperto di macrofagi coinvolto nello studio, spiega:
"La sfida ora è chiarire le funzioni di questa nuova classe di microglia e capire come questo si rapporta alle risposte microgliali osservate durante la neurodegenerazione".
I ricercatori ora vogliono scoprire i segnali e i fattori ambientali che sono alla base della presenza delle varie forme di macrofagi cerebrali. In tal modo, sperano di trovare strategie per controllare le loro funzioni. Movahedi:
"Sta diventando sempre più chiaro che l'infiammazione ha un ruolo centrale in molti disturbi neurologici, in particolare nell'Alzheimer. Pensiamo che comprendere i dettagli dei macrofagi cerebrali possa essere la chiave per trovare finalmente i trattamenti per queste malattie".
La scorsa settimana anche altri ricercatori del Vib-KU Leuven Center for Brain & Disease Research hanno riferito [scoperte] sul ruolo della microglia nell'Alzheimer. Questo illustra chiaramente l'importanza di una maggiore conoscenza su questo argomento.
Fonte: VIB Center for Inflammation Research at VUB (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Hannah Van Hove, Liesbet Martens, Isabelle Scheyltjens, Karen De Vlaminck, Ana Rita Pombo Antunes, Sofie De Prijck, Niels Vandamme, Sebastiaan De Schepper, Gert Van Isterdael, Charlotte L. Scott, Jeroen Aerts, Geert Berx, Guy E. Boeckxstaens, Roosmarijn E. Vandenbroucke, Lars Vereecke, Diederik Moechars, Martin Guilliams, Jo A. Van Ginderachter, Yvan Saeys & Kiavash Movahedi. A single-cell atlas of mouse brain macrophages reveals unique transcriptional identities shaped by ontogeny and tissue environment. Nature Neuroscience, 6 May 2019, DOI: 10.1038/s41593-019-0393-4
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