Capire come stanno davvero le cellule del cervello è una delle grandi sfide della neurologia moderna.
Una sfida che oggi compie un passo avanti decisivo.
Uno studio congiunto Italia Stati Uniti ha individuato differenze molecolari e funzionali profonde tra astrociti sani e astrociti alterati, aprendo nuove prospettive per la diagnosi precoce delle malattie neurologiche e per la medicina predittiva.
La ricerca, pubblicata sulla rivista Advanced Science, è stata guidata dal team della professoressa Michelle Y. Sander della Boston University, insieme al gruppo coordinato da Valentina Benfenati del Cnr-Isof.
Astrociti, sentinelle silenziose del cervello
Gli astrociti sono cellule gliali a forma di stella e lavorano senza clamore.
Regolano l’equilibrio tra acqua, ioni e biomolecole, dialogano con neuroni e vasi sanguigni, contribuiscono alla stabilità dell’intero ambiente cerebrale. Quando qualcosa si altera, anche il cervello ne paga il prezzo.
Il punto chiave dello studio riguarda i microdomini, minuscole estensioni cellulari, grandi pochi micrometri, attraverso cui gli astrociti svolgono gran parte delle loro funzioni di controllo e comunicazione. È proprio qui che emergono le differenze più rilevanti tra cellule sane e cellule malate.
Una “firma proteica” che racconta la salute della cellula
Grazie a una sofisticata tecnica di microscopia fototermica multispettrale a infrarossi, il team di ricerca è riuscito a osservare gli astrociti senza alterarne lo stato fisiologico.
Un dettaglio fondamentale.
Questo approccio ha permesso di identificare una vera e propria firma proteica, una sorta di impronta chimica che distingue gli astrociti differenziati e funzionalmente sani da quelli non differenziati o alterati.
La morfologia e la struttura chimica dei microdomini, spiegano i ricercatori, sono strettamente legate alla capacità degli astrociti di regolare la diffusione di acqua e ioni nel cervello. Quando questa architettura si modifica, aumentano i rischi di disfunzioni associate a patologie neurologiche croniche come Alzheimer e glioma.
Nanomateriali e neuroscienze, un modello innovativo
Lo studio ha confrontato due tipologie di astrociti, quelli cresciuti su substrati standard e quelli sviluppati su nanomateriali avanzati: i risultati sono netti.
Gli astrociti cresciuti su nanomateriali mostrano una maggiore resistenza termica e una struttura proteica secondaria più organizzata, elementi che si riflettono direttamente sulla loro funzionalità biologica.
Come sottolinea Valentina Benfenati, questo modello consente di studiare gli astrociti in vitro in modo estremamente fedele a quanto avviene in vivo, riducendo anche il ricorso ai modelli animali nella fase preclinica.
Verso la medicina predittiva neurologica
Il valore dello studio va oltre la descrizione cellulare perchè si guarda al futuro.
Disporre di informazioni dettagliate sull’architettura molecolare degli astrociti significa poter intercettare precocemente segnali di sofferenza cellulare, prima che la malattia si manifesti clinicamente. Un passo decisivo per la medicina predittiva, per lo studio del neurosviluppo e per una comprensione più profonda delle patologie neurodegenerative.
La neurologia, ancora una volta, dimostra che anche nelle cellule più silenziose si nascondono risposte fondamentali per la salute del cervello.
