Biologia cellulare delle cellule astrocitarie: Protocolli, Trasfezione

Gli astrociti, o astroglia, sono le cellule gliali a forma di stella che risiedono nel cervello e nel midollo spinale. Sono le cellule più numerose nel cervello umano e svolgono molti compiti. I compiti degli astrociti includono il supporto delle cellule che compongono la barriera emato-encefalica e il mantenimento dell’equilibrio ionico extracellulare, la fornitura di nutrienti al tessuto nervoso e l’aiuto nei processi di riparazione e cicatrizzazione post-traumatici. Inoltre, gli astrociti svolgono compiti di segnalazione simili a quelli dei neuroni, utilizzando ioni di calcio e molecole trasmettitrici.

Morfologia degli astrociti

Gli astrociti possono essere divisi in tre categorie in base alla loro morfologia cellulare e alla loro localizzazione anatomica: protoplasmatici, fibrosi o radiali. Gli astrociti protoplasmatici esibiscono una morfologia finemente ramificata espressa in una distribuzione globoidale uniforme e si trovano in tutta la materia grigia. Gli astrociti fibrosi mostrano una morfologia a fibre lunghe e si trovano in tutta la materia bianca. Gli studi indicano che sia gli astrociti protoplasmatici che quelli fibrosi hanno contatti estesi con i vasi sanguigni e formano giunzioni di gap tra i processi distali degli astrociti vicini. Gli astrociti radiali esistono all’intersezione della materia grigia e della pia madre, che è lo strato più interno delle membrane che circondano il cervello e il midollo spinale. Gli astrociti radiali si trovano anche nell’occhio dei vertebrati (formano le cellule di Mueller della retina) e come glia di Bergmann (cellule epiteliali nel cervelletto). Queste cellule sono bipolari, con processi allungati e corpo ovoidale. Le cellule gliali radiali sono le cellule iniziali che si sviluppano dai progenitori neurali e formano le principali strutture di impalcatura che aiutano nella migrazione neuronale. Nella retina, le cellule astrogliali radiali si trasformano in cellule di Muller e costituiscono il 23% del volume totale delle cellule della retina.

Astrociti primari

Molti astrociti primari esprimono GFAP, la proteina acida fibrillare gliale a filamento intermedio, un tratto caratteristico.

Ruolo degli astrociti nel sistema nervoso centrale

Gli astrociti, o cellule gliali astrocitarie, formano collettivamente l’astroglia, cellule a forma di stella che circondano i neuroni nel cervello e nel midollo spinale. Gli astrociti superano i neuroni di 50:1 e sono molto attivi nel sistema nervoso centrale, a differenza della precedente ideologia degli astrociti come cellule “riempitive”. Le cellule non neuronali del sistema nervoso sono cellule gliali e gli astrociti costituiscono un sottotipo di questa categoria. Servono a mantenere, sostenere e riparare il tessuto nervoso che servono e sono responsabili della plasticità del sistema nervoso. Gli astrociti modulano anche la trasmissione sinaptica producendo e rilasciando glutammato, il principale neurotrasmettitore eccitatorio, e i loro numerosi processi spesso avvolgono le sinapsi neurali. La ricerca suggerisce che gli astrociti comunicano con i neuroni attraverso il rilascio di trasmettitori, noti come gliotrasmettitori, attraverso un meccanismo dipendente dagli ioni calcio.

Gli astrociti svolgono un ruolo significativo nei circuiti cerebrali e nell’elaborazione attraverso una grande varietà di funzioni neuronali a livello cellulare. Essi controllano i circuiti neuronali regolando la formazione, la maturazione, l’eliminazione e il mantenimento delle sinapsi. La segnalazione sinaptica si basa su molecole secrete dagli astrociti, tipicamente colesterolo e trombina. Gli astrociti sono anche responsabili dell’omeostasi ionica, dell’eliminazione dei neurotrasmettitori e della regolazione del volume dello spazio extracellulare.

Gli astrociti rispondono a lesioni o malattie del sistema nervoso centrale (SNC) attraverso il processo chiamato astrogliosi reattiva. Questa patologia è diventata una caratteristica delle lesioni strutturali del sistema nervoso ed è una delle principali aree di ricerca attuali. Gli astrociti sono stati identificati come coinvolti nelle patologie della malattia di Huntington, del morbo di Alzheimer, delle commozioni cerebrali, dell’ictus e delle infezioni del SNC. La ricerca attuale indica che l’astrogliosi reattiva gioca un ruolo importante in molti disturbi del SNC.

Ci sono molte funzioni delle cellule gliali, tra cui la costruzione della microarchitettura del parenchima cerebrale, la creazione dell’ambiente cerebrale, il mantenimento dell’omeostasi del cervello, lo stoccaggio dell’energia, il controllo dello sviluppo della sinaptogenesi, la manutenzione sinaptica, le cellule neurali e la difesa del cervello.

I modelli animali (specialmente i roditori) hanno giocato un ruolo significativo nel determinare le caratteristiche e le funzioni degli astrociti. Tuttavia, la ricerca ha portato all’ipotesi che un cambiamento nelle caratteristiche degli astrociti altererà il loro contributo alle funzioni neuronali. Le ragioni di questa ipotesi includono l’evidenza che il rapporto astrociti/neuroni aumenta con lo stadio evolutivo di una data specie e che la struttura, la morfologia e la diversità degli astrociti umani differiscono significativamente da quelli dei roditori. L’accesso limitato al tessuto umano sano presenta un ostacolo all’acquisizione di maggiori informazioni sugli astrociti umani. Tuttavia, campioni post-mortem e fetali hanno contribuito allo studio delle proprietà astrocitarie nel cervello umano.

Links

Astrociti (Wikipedia)

siRNA Delivery – In Vivo Transfection Kits

Xenograft Pre-clinical Research Services: Oltre 50 modelli Xenograft convalidati: Link

Generazione di linee cellulari che esprimono stabilmente in 28 giorni

RNAi generazione di linee cellulari stabili

In Vivo siRNA Delivery: Tissue-targeted siRNA

Encapsulazione di proteine, RNA, mRNA e molecole di DNA in liposomi

Astrociti Articoli di ricerca e riferimenti

• Caratterizzazione di cellule astrocitarie in risposta a stimoli: questo studio ha sviluppato un protocollo per preparare gli astrociti di ratto in coltura e poi ha misurato la loro risposta a stimoli chimici. Tra gli stimoli testati c’erano l’esposizione al perossido di idrogeno, il resveratrolo (e la sua capacità di proteggere dall’ossidazione) e l’esposizione all’endotossina. PlosOne Journal
• NetworkGlia
• Uso degli astrociti come substrato per altre cellule neurali: I ricercatori hanno scoperto che la sopravvivenza delle cellule del SNC è migliorata quando sono coltivate sopra uno strato confluente di astrociti. Hanno sviluppato un protocollo che seleziona per gli astrociti di tipo I in uno strato confluente, e con successo placcato ganglio della radice dorsale / corno dorsale co-culture in cima a loro. Protocolli CSHP