Scoperta l'origine delle cellule gliali / Discovery of the origin of glial cells

Scoperta l'origine delle cellule gliali / Discovery of the origin of glial cells

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Una nuova ricerca su modelli animali ha permesso di individuare il fattore che attiva la differenziazione delle cellule staminali neuronali in cellule gliali, che costituiscono l'80 per cento di quelle presenti nel cervello. La scoperta apre la strada a una migliore comprensione dei meccanismo di insorgenza delle neoplasie cerebrali ed eventualmente anche a possibili trattamenti terapeutici.

Le cellule gliali rappresentano la popolazione più numerosa tra quelle che compongono il cervello, ma le modalità della loro generazione, la gliogenesi, per lungo tempo è rimasta in gran parte sconosciuta. In un nuovo studio condotto presso il Baylor College of Medicine (BCM) i cui risultati sono ora pubblicati sulla rivista “Neuron”, è stata identificata una nuova cascata trascrizionale che controlla alcuni stadi della gliogenesi a partire da cellule staminali neurali.

“Tutti conoscono i neuroni, le cellule che elaborano e trasmettono le informazioni nel sistema nervoso centrale, mentre le cellule gliali sono per gran parte sconosciute, pur rappresentando l’80 per cento delle cellule del cervello e costituendone la struttura di sostegno, oltre ad avere un ruolo nella neurotrasmissione, nella formazione della guaina mielinica degli assoni e nella barriera ematoencefalica”, ha spiegato Benjamin Deneen, professore di neuroscienze del BCM.

“Un aspetto importante è che la glia è stata collegata a numerose malattie del sistema nervoso centrale, dai tumori alle lesioni del midollo spinale fino a diversi disturbi neurologici, tra cui la sindrome di Rett, la sclerosi laterale amiotrofica e la sclerosi multipla. Ecco perché individuare il meccanismo di formazione di queste cellule è la chiave per comprenderne la funzione cerebrale sia in condizioni normali sia durante una malattia”.

Studiando lo sviluppo della glia in pulcini, i ricercatori hanno proceduto a ritroso, esaminando i passaggi che precedono la maturazione delle cellule gliali. Così hanno scoperto che le cellule gliali ritornano allo stadio di staminali neurali per induzione del fattore di trascrizione NFIA. Facendo un ulteriore passo indietro nella cascata trascrizionale, sono poi andati alla

ricerca del fattore in grado di innescare l’induzione dell’NFIA.

“Confrontando le sequenze di regolazione di topi e pulcini, siamo riusciti a individuare gli elementi la cui attività somigliava all’induzione di NFIA: il migliore candidato è il fattore Sox9”, racconta Peng Kang, ricercatore del Center for Stem Cell and Regenerative Medicine del BCM che ha partecipato allo studio. “Successivamente, abbiamo trovato che non solo il Sox9 induce l’espressione dell’NFIA, ma si associata a esso, formando un complesso”.

Si è scoperto, inoltre, che appena dopo aver innescato l’inizio della gliogenesi, questo complesso contribuisce a co-regolare un sottoinsieme di geni che rivestono un ruolo importante nel metabolismo energetico nei mitocondri ed alla migrazione dei precursori della glia.

“Sox9 induce l’espressione del NFIA durante l’attivazione della glia e perciò induce l’NFIA a condurre la progressione della cellule figlie regolando in modo cooperativo il programma genetico che controlla la migrazione cellulare ed il metabolismo energetico, due processi cruciali associati alla differenziazione cellulare”, ha spiegato Deneen. “Ora dobbiamo capire quali altre proteine contribuiscano al processo, e in che modo la natura di questo complesso evolva durante la progressione della progenie astro-gliale”.

Gli autori dello studio sottolineato che questi risultati possono anche aiutare a comprendere come iniziano a formarsi alcuni tumori cerebrali, poiché questi processi di sviluppo e queste proteine si trovano nelle neoplasie sia degli adulti sia dei bambini, fornendo in prospettiva anche nuove indicazioni terapeutiche.

ENGLISH

New research on animal models has made it possible to identify the factor that activates the differentiation of neuronal stem cells into glial cells, which make up 80 percent of those in the brain. The discovery opens the way to a better understanding of the mechanisms of onset of brain neoplasms and possibly also to possible therapeutic treatments.

Glial cells represent the largest population among those that make up the brain, but the modalities of their generation, gliogenesis, remained largely unknown for a long time. In a new study conducted at Baylor College of Medicine (BCM) whose results are now published in the journal “Neuron”, a new transcription cascade has been identified that controls some stages of gliogenesis starting from neural stem cells.

"Everyone knows the neurons, the cells that process and transmit information in the central nervous system, while the glial cells are largely unknown, even though they represent 80 percent of the brain cells and constitute their support structure, as well as having a role in neurotransmission, axon myelin sheath formation and blood brain barrier, ”explained Benjamin Deneen, BCM neuroscience professor.

“An important aspect is that glia has been linked to numerous diseases of the central nervous system, from tumors to spinal cord injuries to various neurological disorders, including Rett's syndrome, amyotrophic lateral sclerosis and multiple sclerosis. This is why identifying the mechanism of formation of these cells is the key to understanding their brain function both in normal conditions and during an illness ”.

By studying the development of glia in chicks, the researchers worked backwards, examining the steps that precede glial cell maturation. So they found that glial cells revert to the neural stem stage by induction of the transcription factor NFIA. Taking a further step back in the transcriptional cascade, they then went to the

search for the factor capable of triggering the induction of the NFIA.

"By comparing the regulatory sequences of mice and chicks, we were able to identify elements whose activity resembled the induction of NFIA: the best candidate is the Sox9 factor," says Peng Kang, researcher at the Center for Stem Cell and Regenerative Medicine of the BCM who participated in the study. "Subsequently, we found that Sox9 not only induces the expression of the NFIA, but is associated with it, forming a complex".

It was also discovered that just after triggering the onset of gliogenesis, this complex contributes to co-regulate a subset of genes that play an important role in energy metabolism in the mitochondria and the migration of glial precursors.

"Sox9 induces NFIA expression during glia activation and therefore induces NFIA to lead the progression of daughter cells by cooperatively regulating the genetic program that controls cell migration and energy metabolism, two crucial processes associated with differentiation cell phone, ”explained Deneen. "Now we need to understand what other proteins contribute to the process, and how the nature of this complex evolves during the progression of the astro-glial progeny."

The study authors pointed out that these findings may also help understand how some brain tumors begin to form, as these developmental processes and proteins are found in cancers of both adults and children, providing new therapeutic indications as well.

Da:

https://www.lescienze.it/news/2012/04/12/news/scoperta_origine_cellule_gliali-962173/