Microglia: le sentinelle del cervello. Dott. Domenico Pratico' MD, FCPP

Il nostro cervello è considerato un organo "protetto" nel nostro corpo poiché è circondato da una struttura anatomica, composta da diversi tipi di cellule, che controlla cosa può entrare e cosa può uscire.

Questa struttura è chiamata "barriera ematoencefalica" e, come suggerisce il nome, è proprio una "barriera" che agisce come un guardiano del cervello. In generale, essa dovrebbe tenere fuori le sostanze nocive e trattenere quelle "buone".

La barreira controlla anche il modo in cui varie molecole chimiche (inclusi i composti di cui abbiamo bisogno o che produciamo noi stessi) entrano ed escono dal cervello.

Le cellule microglia si comportano come i guardiani del cervello.

Tuttavia, quando si tratta di monitorare direttamente l' integrità e salute del nostro cervello dall'interno, ci sono cellule altamente specializzate che abitano questo organo e agiscono come sentinelle che controllano costantemente l'ambiente circostante, che sono chiamate "microglia".

La microglia è la principale cellula immunitaria del nostro cervello, dove svolge un ruolo fondamentale nella regolazione della difesa e della protezione, orchestrando le reazioni infiammatorie (neuroinfiammazione) in risposta ad agenti nocivi interni ed esterni.

In breve, le microglie sono le sentinelle del nostro cervello!

In stato di riposo, estendono ramificazioni simili ad antenne per sorvegliare costantemente l'ambiente cerebrale circostante, ma possono attivarsi rapidamente in risposta a danni o infezioni, diventando più arrotondate.

In generale, un'attivazione microgliale tempestiva ed equilibrata è necessaria per il corretto funzionamento del cervello, l'omeostasi, ma anche per la riparazione dopo un danno, come un ictus.

A sinistra una cellula microglia a riposo. A destra, una celula microglia attivata.

Tuttavia, a volte la microglia può anche svolgere un ruolo duplice, quasi ambivalente: può bloccare la neuroinfiammazione o, al contrario, esacerbarla. Può quindi proteggere o danneggiare il nostro cervello nello stesso individuo!

Questo duplice comportamento è ulteriormente complicato da una rete di mediatori molecolari e chimici interni ed esterni (ovvero chemiochine e citochine) che influenzano la loro funzione, indirizzandola verso la protezione o verso il danno e la tossicità.

Infatti, sebbene benefica nella maggior parte dei casi, l'attivazione eccessiva della microglia può portare a infiammazione cronica e conseguente danno al tessuto cerebrale. Studi recenti hanno evidenziato questo duplice ruolo della microglia anche in malattie neurodegenerative come l'Alzheimer. Nelle fasi iniziali della malattia, la microglia ha un ruolo tipicamente protettivo, ma con il tempo può cambiare completamente il suo comportamento e iniziare a indurre danni anziché riparare o proteggere.

Ecco un breve riassunto delle buone azioni che le microglia possono compiere nel cervello.

Fagocitosi, o "pulizia". Contribuiscono a eliminare i peptidi beta-amiloide e le proteine tau, che si accumulano nella malattia di Alzheimer. Quando la microglia trova un problema, passa da una forma ramificata a una più ameboide (rotonda, mobile). Questo consente loro di migrare verso il sito della lesione o dell'infezione ed eseguire un processo di pulizia chiamato "fagocitosi". Questo processo è fondamentale per rimuovere detriti, cellule morte, aggregati proteici e altri rifiuti; eliminando agenti patogeni come i microbi che potrebbero essere penetrati nel cervello.

Regolazione della funzione neuronale. La microglia è coinvolta nella comunicazione con le cellule nervose e altre cellule cerebrali, regolando varie attività neuronali.

Risposta antinfiammatoria. rilasciano fattori antinfiammatori e neurotrofici che aiutano la salute neuronale. Una volta neutralizzata la minaccia, passano a uno stato antinfiammatorio, rilasciando fattori (ad esempio, l'interleuchina-10) che portano alla risoluzione dell'infiammazione e a promuovere la riparazione dei tessuti.

Le cellule microglia internalizzano e distruggono materiale esterno potenzialmente nocivo al cervello.

Tuttavia, con il progredire della malattia, la microglia puo' diventare attiva cronicamente e per questo anche dannosa.

Neuroinfiammazione. Questa attivazione cronica porta a un rilascio prolungato di citochine pro-infiammatorie (come TNF-α e IL-6), che sono dannose e tossiche per le cellule nervose.

Danno neuronale. La neuroinfiammazione risultante contribuisce alla disfunzione sinaptica, alla morte neuronale e alla progressione della neurodegenerazione.

A volte, la stessa sequenza di eventi sopra descritta può facilmente creare un circolo vizioso in cui l'accumulo di amyloide beta innesca l'infiammazione, che a sua volta compromette la capacità della microglia di eliminare l' amyloide stessa, alimentando ulteriormente l'infiammazione e la progressione della malattia. Alcune evidenze suggeriscono che questo stato infiammatorio cronico sia un fattore chiave nella patogenesi dell'Alzheimer e nel conseguente declino cognitivo.

Possiamo intervenire sulla funzione della microglia per trarne benefici terapeutici ?

Sulla base delle attuali conoscenze su queste cellule e sul loro comportamento in condizioni di salute e malattia, si stanno compiendo sforzi di ricerca per colpirle farmacologicamente.

In particolare, gli scienziati stanno testando la fattibilità e l'efficacia che varie classi di farmaci noti per la loro potente azione antinfiammatoria possono avere contro queste cellule nel prevenire o rallentare la progressione della malattia di Alzheimer.

Ulteriori sforzi sono in corso nel tentativo di promuovere il fenotipo protettivo della microglia. Pertanto, nuove ricerche sperimentali stanno esplorando modi per spingere la microglia dal comportamento dannoso al suo stato protettivo e antinfiammatorio e tramite cio' riuscire a rallentare o invertire la progressione della malattia.

In conclusione, come per molti altri aspetti della biologia cellulare, nel caso della microglia l'equilibrio tra attivazione e stato di riposo è fondamentale per la salute e il benessere sia a livello della cellula che dell'organo di cui essa fa parte.

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Dr. Domenico Pratico' , MD, FCPP

Il dott. Domenico Praticò è titolare della cattedra Scott Richards North Star Charitable Foundation per la ricerca sull'Alzheimer e insegna presso l'Alzheimer's Center di Temple, nonché presso la Lewis Katz School of Medicine della Temple University .

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