MODELLI IN VITRO DI BARRIERA EMATOENCEFALICA (BBB): UNO STRUMENTO PER LO STUDIO DEI FATTORI CHE CONTROLLANO LA FORMAZIONE ED IL MANTENIMENTO DELLA BBB IN CONDIZIONI FISIOLOGICHE E PATOLOGICHE

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Base di partenza scientificaLa barriera ematoencefalica (BBB) controlla la composizione del microambiente intracerebrale e, quindi, la normale attività cerebrale (Rubin and Staddon, 1999; Dziegielewska and Saunders, 2002; Nag, 2002). Essa è costituita dalle cellule endoteliali dei capillari cerebrali (BCEC) e dipende dalla formazione di giunzioni strette (tight junctions, TJs) tra queste cellule: le TJs limitano, infatti, la permeabilità paracellulare e generano una resistenza elettrica transendoteliale (Wolburg and Lippoldt, 2002). Molte componenti ubiquitarie delle TJ sono state identificate e caratterizzate; tra queste: claudine, occludina, ZO-1, ZO-2, ZO-3 e cingulina (Furuse et al., 1993; 1998a; Ando-Akatsuka et al., 1996; Morita et al., 1999; Balda and Matter, 2000; Tsukita and Furuse, 2000; Tsukita et al., 2001; Heiskala et al., 2001). L’occludina, in particolare, più che nell’assemblaggio iniziale delle TJ (che sarebbe principalmente a carico delle claudine: Furuse et al, 1998b), sembra essere coinvolta nella stabilizzazione e nella maturazione funzionale di queste strutture (Chen et al., 1997; Bamforth et al., 1999). La sua localizzazione a livello delle TJ può quindi essere considerata un evento finale nella biogenesi delle giunzioni e, di conseguenza, nella formazione di una barriera funzionale.In precedenza, abbiamo notato che in una linea di cellule endoteliali dei capillari cerebrali (RBE4.B), coltivate su collagene IV, l’occludina viene sintetizzata e si localizza correttamente alla periferia cellulare solo se le cellule sono coltivate in presenza di neuroni per una settimana (Savettieri et al., 2000). In queste condizioni, le RBE4.B formano una barriera con proprietà di permeabilità simili a quelle della barriera ematoencefalica fisiologica (Cestelli et al., 2001). Inoltre, un nostro progetto precedente, alla cui realizzazione ha collaborato con due finanziamenti successivi l’Industria Farmaceutica Serono, ha permesso di mettere a punto un sistema di coltura a tre tipi cellulari (neuroni, astrociti ed RBE4.B) e di dimostrare che, in presenza di astrociti, la localizzazione periferica dell’occludina (indotta dai neuroni) avviene precocemente rispetto alle cellule cocoltivate con i soli neuroni (Schiera et al., 2003) e che, in queste condizioni, si forma una barriera molto meno permeabile al saccarosio radioattivo (Schiera et al., 2005). E’ interessante notare, comunque, che le cellule endoteliali sintetizzano quantità significative di occludina anche quando vengono coltivate con i soli astrociti. In questo caso, tuttavia, la percentuale di occludina localizzata a livello periferico, individuata per immunofluorescenza, è molto bassa (meno del 10%: Schiera et al., 2003) e la percentuale di saccarosio che attraversa la barriera è più alta che in presenza anche di neuroni (Schiera et al., 2005). Questi risultati suggeriscono che sia gli astrociti che i neuroni abbiano un ruolo nel controllo della sintesi e della localizzazione dell’occludina, nonché nella conseguente formazione della barriera. Sembra, inoltre, che i due tipi cellulari abbiano effetti indipendenti, possibilmente basati sull’induzione di eventi regolativi post-trascrizionali e/o più specificamente post-traduzionali, capaci di modulare la dinamica dell’occludina nelle cellule. Un punto di grande interesse riguarda il fatto che, nel nostro sistema a tre tipi cellulari, neuroni, astrociti e cellule endoteliali non sono in contatto fisico. Pertanto, dobbiamo ipotizzare che gli effetti descritti dipendano da meccanismi molecolari che non implicano le interazioni c
StatoAttivo
Data di inizio/fine effettiva1/1/04 → …