LA MATRICE EXTRACELLULARE COME FONTE DI INIBIZIONE DELLA PLASTICITA' SINAPTICA:EFFETTI DELLA SUA DEGRADAZIONE IN CORTECCIA VISIVA, IN VIVO.

La plasticità del sistema nervoso è definibile come la sua capacità di adattarsi in risposta all’esperienza; questa proprietà è legata a cambiamenti strutturali e funzionali a livello delle sinapsi già esistenti, e alla formazione di nuove sinapsi. E’ ormai dimostrato che la matrice extracellulare (MEC) gioca un ruolo centrale nella regolazione della plasticità, sia durante lo sviluppo che nell’adulto: essa è una struttura complessa, multimolecolare, che occupa lo spazio extracellulare di tutti i tessuti, e nel sistema nervoso è costituita principalmente da glicosamminoglicani (GAG), in particolare condroitin solfato (CSPGs) ed eparan solfato (HSPGs). Recentemente si è arrivati a parlare di una sinapsi tetrapartita: secondo questa nuova visione la comunicazione cellulare dipende dall’interazione di quattro elementi: presinaptico, postsinaptico, cellule della glia e molecole della matrice. Manipolando la matrice extracellulare con metodi genetici o farmacologici e accoppiando paradigmi esperienza-dipendenti, si assiste ad alterazioni della trasmissione sinaptica e della morfologia delle spine, le quali sono i più importanti correlati morfo-funzionali della plasticità. In particolare è stato possibile riaprire la plasticità in corteccia visiva adulta in seguito all’utilizzo dell’enzima batterico CondroitinasiABC, che degrada le catene di CSPGs. Partendo da queste premesse abbiamo voluto utilizzare lo stesso enzima per poter studiare gli effetti della digestione della matrice a livello delle spine dendritiche dei neuroni del V strato della corteccia visiva primaria. Il nostro studio si è concentrato sia sulle conseguenze morfologiche che su quelle funzionali. Nel primo caso, la tecnica della microscopia a due fotoni ci ha consentito di valutare, in vivo, le variazioni della motililtà e delle fluttuazioni della testa delle spine. Il modello utilizzato è un topo transgenico in cui alcune cellule dello strato V esprimono la GFP. L’imaging è stato effettuato sia in acuto che a distanza di tre giorni dalla somministrazione dell’enzima. Per ricercare possibili conseguenze funzionali abbiamo messo a punto un protocollo di LTP in corteccia visiva in vivo, non ancora presente in letteratura. Con questo studio abbiamo dunque voluto valutare il ruolo della MEC sui meccanismi di plasticità della corteccia visiva di topo adulto, svelando, seppur in maniera indiretta, possibili relazioni tra i cambiamenti morfologici delle spine e la trasmissione sinaptica a livello dei dendriti apicali dei neuroni piramidali del V strato. Le osservazioni effettuate possono rappresentare un punto di partenza per ulteriori studi che trovino una relazione di causa-effetto tra la composizione della MEC e le variazioni morfo-funzionali delle spine dendritiche