Interazione assone-glia: l'acetilcolina rilasciata lungo gli assoni regola il differenziamento delle cellule di Schwann verso il fenotipo mielinizzante.

Nel sistema nervoso, durante lo sviluppo e nell’adulto, l’interazione tra neuroni e cellule gliali e fra gli assoni in crescita e la glia mielinizzante favorisce, attraverso la produzione di specifici segnali, la modulazione della proliferazione, sopravvivenza e differenziamento di ambedue le popolazioni cellulari. Vari fattori di crescita (es.NRGs) sono stati identificati come principali modulatori di questa interazione, ma molteplici evidenze hanno indicato che anche i neurotrasmettitori (es. GABA, adenosina e ACh) possono avere un ruolo chiave in tale interazione. Negli ultimi anni la nostra attenzione si è focalizzata sul ruolo svolto dall’ACh nel modulare la crescita e il differenziamento delle cellule di Schwann, la popolazione gliale mielinizzante del SNP. Nostri precedenti dati avevano dimostrato che l’ACh, attraverso il recettore muscarinico M2, è in grado di indurre nelle cellule di Schwann, un blocco della progressione nel ciclo cellulare e una aumentata espressione delle proteine della mielina (P0, PMP22 e MBP). Per verificare se l’attivazione del recettore M2 fosse in grado di indirizzare le cellule di Schwann verso il fenotipo mielinizzante, abbiamo analizzato l’espressione di una serie di fattori responsabili della fase proliferativa e di quella differenziativa dopo attivazione del recettore M2. Cellule di Schwann, isolate dal nervo sciatico di ratti neonati (2 gg post-natale), sono state trattate in vitro con l’agonista del recettore M2, arecaidina. Analisi mediante real time PCR e western blot hanno dimostrato che fattori notoriamente coinvolti nella fase proliferativa vengono significativamente repressi (es. c-jun, NRG1/1, recettori erbB2, Notch-1, Jagged-1). Al contrario, l’espressione di fattori coinvolti nel differenziamento verso il fenotipo mielinizzante, è significativamente aumentata (Krox20/egr2; Sox-10, NRG1/3). Il trattamento con arecaidina inoltre induce un significativo cambiamento nella morfologia delle cellule che appaiono più appiattite e che sviluppano zone di adesione tra cellule adiacenti, come suggerito dalla ridistribuzione di molecole di adesione cellulare e dall’analisi al SEM. Ipotizzando che il segnale colinergico differenziante per le cellule di Schwann provenga dall’assone, allestendo colture di espianti di gangli spinali (DRG) in camere di Campenot, abbiamo dimostrato che l’ACh viene rilasciata sia nel compartimento in cui sono presenti i corpi cellulari dei neuroni, sia in quelli dove si trovano i neuriti in crescita. Inoltre abbiamo osservato che i neuroni sensoriali esprimono il mediatoforo, una proteina che risulta coinvolta nel rilascio non vescicolato dell’acetilcolina. In conclusione i nostri dati dimostrano che l’acetilcolina può essere rilasciata lungo gli assoni dei neuroni sensoriali probabilmente proprio attraverso un meccanismo di rilascio non vescicolare; questo rilascio consentirebbe alle adiacenti cellule di Schwann di rispondere allo stimolo colinergico con il blocco della proliferazione e l’attivazione della mielinizzazione, condizione necessaria per consentire la corretta formazione e conduzione di assoni di grosso calibro.