Eterogeneità dei progenitori oligodendrogliali e regolazione della loro proliferazione e differenziamento

In the Central Nervous System myelinating oligodendrocytes mature from progenitors called oligodendrocyte precursor cells (OPCs) during postnatal development. However, OPCs persist even in the adult brain. Today, mechanisms that regulate the equilibrium between these progenitor's self-renew and their differentiation are not clear. In this thesis we'll demonstrate, with in vivo analysis, that this subset of proliferating OPCs is able to make asymmetric division, in which key molecules overexpression or reduction mechanisms guide newborn cells toward different fates. We have demonstrated that these cells acquire an immunophenotypic difference during last mitotic phases, not because of the segregation of specific molecular determinants at early stages. In parallel, we have analyzed the expression of some determinants associated to differentiation and to OPCs stemness, that have been isolated from cerebral tissues to identify possible candidates responsible of the equilibrium between OPCs proliferation and differentiation. We have then started to investigate if intrinsic different subpopulations of progenitors capable of self-renew or to produce differentiating progeny, participate in OPCs manteinance, either if OPC fate depends essentially on extrinsic factors. Preliminary results suggest that Notch pathway activation in mother cells leads to the production of a progeny that remains more immature with respect to the OPCs progeny in which Notch pathway is inactive during cellular division.

Nel Sistema Nervoso Centrale gli oligodendrociti mielinizzanti maturano da progenitori chiamati OPC (precursori degli oligodendrociti) durante lo sviluppo postnatale. Tuttavia, questi ultimi persistono in numero elevato anche nel cervello adulto. Ad oggi, non sono ancora ben chiari i meccanismi che regolano l'equilibrio che esiste tra l'autorinnovamento di questi progenitori e il loro differenziamento. In questo lavoro di tesi abbiamo dimostrato in vivo che un sottogruppo di OPC proliferativi esegue divisioni asimmetriche nelle quali, meccanismi di sovraespressione o riduzione di molecole chiave indirizzano le cellule neogenerate verso destini diversi. Abbiamo dimostrato che queste cellule acquisiscono una differenza immunofenotipica durante le ultime fasi del ciclo cellulare e non grazie alla segregazione in stadi precoci di determinanti molecolari specifici. In parallelo, abbiamo analizzato l'espressione di determinanti associati al differenziamento e alla staminalità in OPC che sono stati isolati dai tessuti cerebrali in modo da identificare possibili candidati responsabili dell'equilibrio tra la proliferazione e il differenziamento degli OPC. Abbiamo poi iniziato ad indagare se al mantenimento degli OPC partecipino anche popolazioni di progenitori intrinsecamente diverse capaci principalmente di autorinnovarsi o di produrre una progenie differenziante, o se invece il destino di ciascun OPC dipenda essenzialmente da segnali estrinseci. Risultati preliminari suggeriscono che l'attivazione del pathway di Notch nelle cellule madri determini la produzione di una progenie che si mantiene più immatura rispetto alla progenie degli OPC nei quali Notch non è attivo durante la divisione cellulare.