Ruolo della glia nel mantenimento e nella degenerazione neuronale durante la neuroinfiammazione

È ormai assodato che la neuro infiammazione costituisce una caratteristica comune a numerose patologie neurodegenerative. Tra le cellule gliali che mediano la risposta infiammatoria nel sistema nervoso centrale, gli astrociti rivestono un ruolo particolarmente importante in quanto, oltre a rispondere allo stimolo di molecole pro-infiammatorie esogene o prodotte dalla stessa microglia attivata, producono anche fattori di crescita e neurotrofine essenziali per la sopravvivenza della cellula neuronale. Tuttavia, i meccanismi subcellulari che mediano la prima risposta degli astrociti a stimoli pro-infiammatori non sono ben noti. I nostri dati suggeriscono che i mitocondri sono uno dei primi target a rispondere all’infiammazione. Come dimostrato da indagini di microscopia time-lapse, l’infiammazione induce alterazioni delle dinamiche e della morfologia mitocondriali, con formazione di cluster mitocondriali perinucleari. Questi fenomeni sono accompagnati da un incremento nella produzione di ROS e dall’induzione di autofagia. Tuttavia le alterazioni sopra descritte sono transienti, dal momento esse si risolvono nell’arco di 24-48h. In particolare, la rimozione dell’autofagia determina l’impossibilità da parte degli astrociti di ripristinare una corretta funzionalità mitocondriale in seguito ad infiammazione, indice del fatto che l’autofagia svolge un ruolo-chiave nel quality control dei mitocondri in questo modello. Abbiamo inoltre investigato gli effetti mediati dagli astrociti sulla vitalità neuronale in un sistema di co-culture, e abbiamo osservato che l’infiammazione induce neurotossicità: lo stesso effetto viene a mancare se si effettua l’aggiunta di mezzo condizionato da astrociti infiammati su colture pure di neuroni, suggerendo che nel nostro modello il contatto diretto tra astrociti e neuroni è fondamentale per indurre disfunzione neuronale a seguito di infiammazione. Nell’insieme, questi dati sugggeriscono che l’infiammazione induce alterazioni temporanee della funzionalità mitocondriali associate ad autofagia.