La plasticità sinaptica è la capacità del sistema nervoso di modificare la sua funzionalità, la sua struttura e l'efficienza di funzionamento delle connessioni sinaptiche. Il potenziamento a lungo termine (LTP) è considerato un substrato cellulare di plasticità cerebrale ed è stato ampiamente studiato nell'ippocampo, una struttura cerebrale importante per l'apprendimento e la memoria. La plasticità cerebrale può essere influenzata da un vasto "range" di stimoli tra i quali l'infiammazione, un termine che descrive un'ampia varietà di processi che avvengono in seguito a danni e lesioni. In particolare, la neuroinfiammazione porta all'attivazione delle cellule microgliali e alla conseguente produzione di citochine pro-infiammatorie; la produzione di questi mediatori infiammatori ha effetti dannosi sulla plasticità sinaptica ma alcune evidenze mostrano che i meccanismi di neuroplasticità sono alterati anche da bassi livelli di infiammazione (Anaeigoudari et al., 2015; Shaw et al., 2003). Una nuova ipotesi propone che la plasticità cerebrale varierebbe in funzione dei livelli di infiammazione in accordo con una curva a forma di U invertita (Yirmiya and Goshen, 2011): esiste un livello ottimale di infiammazione, caratterizzata da un'attivazione basale e controllata dei processi immunitari, che permetterebbe una plasticità cerebrale ottimale; qualsiasi deviazione da questo range, con livelli più alti o bassi di infiammazione, porterebbe ad una ridotta neuroplasticità.
Lo scopo del progetto consiste nel manipolare i livelli di infiammazione per valutarne l'influenza sull'attività sinaptica ippocampale e fornire approfondimenti sulla funzione della microglia nei processi infiammatori; a tal fine tratteremo acutamente modelli murini con diverse dosi di farmaci pro- e anti-infiammatori, per validare l'ipotesi della curva a forma di U invertita che descrive la relazione tra neuroplasticità e livelli di neuroinfiammazione.
Questo progetto sfrutta un approccio multidisciplinare volto a caratterizzare a livello elettrofisiologico, molecolare, cellulare e comportamentale la relazione tra neuroinfiammazione, plasticità sinaptica e funzione delle cellule microgliali nei processi infiammatori.
Ad oggi questa relazione non è ben definita e non è chiaro se la neuroinfiammazione abbia effetti positivi o negativi sulla plasticità sinaptica.
Gli esperimenti proposti nel presente progetto aiuteranno a capire il ruolo modulatorio dell'infiammazione sulla plasticità neuronale ippocampale e sul coinvolgimento delle cellule microgliali in questo processo.
La neuroinfiammazione costituisce anche una caratteristica comune a numerosi disordini neurodegenerativi e psichiatrici, quindi è importante comprendere il ruolo che la neuroinfiammazione esercita sull'insorgenza e la progressione di tali disordini.
Lo sviluppo di tale progetto potrebbe, in un secondo momento, essere utile nell'identificazione di nuove strategie per modulare la risposta infiammatoria alla base di molte patologie neurodegenerative e psichiatriche e potrebbe aprire la strada a nuove strategie terapeutiche volte ad arrestare o rallentare la progressione del fenomeno neurodegenerativo.