Neurodegenerative Diseases: Unraveling the Heterogeneity of Astrocytes
Alberto Santiago-Balmaseda,
Annai Aguirre-Orozco,
Irais E. Valenzuela-Arzeta,
Marcos M. Villegas-Rojas,
Isaac Pérez-Segura,
Natalie Jiménez-Barrios,
Ernesto Hurtado-Robles,
Luis Daniel Rodríguez-Hernández,
Erick R. Rivera-German,
Magdalena Guerra-Crespo,
Daniel Martinez-Fong,
Carlos Ledesma-Alonso,
Sofía Diaz-Cintra,
Luis O. Soto-Rojas
Affiliations
Alberto Santiago-Balmaseda
Laboratorio de Patogénesis Molecular, Laboratorio 4 Edificio A4, Carrera Médico Cirujano, Facultad de Estudios Superiores Iztacala, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City 54090, Mexico
Annai Aguirre-Orozco
Laboratorio de Patogénesis Molecular, Laboratorio 4 Edificio A4, Carrera Médico Cirujano, Facultad de Estudios Superiores Iztacala, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City 54090, Mexico
Irais E. Valenzuela-Arzeta
Departamento de Fisiología, Biofísica y Neurociencias, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, Mexico City 07360, Mexico
Marcos M. Villegas-Rojas
Laboratorio de Patogénesis Molecular, Laboratorio 4 Edificio A4, Carrera Médico Cirujano, Facultad de Estudios Superiores Iztacala, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City 54090, Mexico
Isaac Pérez-Segura
Laboratorio de Patogénesis Molecular, Laboratorio 4 Edificio A4, Carrera Médico Cirujano, Facultad de Estudios Superiores Iztacala, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City 54090, Mexico
Natalie Jiménez-Barrios
Departamento de Fisiología, Biofísica y Neurociencias, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, Mexico City 07360, Mexico
Ernesto Hurtado-Robles
Laboratorio de Patogénesis Molecular, Laboratorio 4 Edificio A4, Carrera Médico Cirujano, Facultad de Estudios Superiores Iztacala, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City 54090, Mexico
Luis Daniel Rodríguez-Hernández
Laboratorio de Patogénesis Molecular, Laboratorio 4 Edificio A4, Carrera Médico Cirujano, Facultad de Estudios Superiores Iztacala, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City 54090, Mexico
Erick R. Rivera-German
Laboratorio de Patogénesis Molecular, Laboratorio 4 Edificio A4, Carrera Médico Cirujano, Facultad de Estudios Superiores Iztacala, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City 54090, Mexico
Magdalena Guerra-Crespo
Laboratorio de Medicina Regenerativa, Departamento de Fisiología, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de Mexico, Mexico City 04510, Mexico
Daniel Martinez-Fong
Departamento de Fisiología, Biofísica y Neurociencias, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, Mexico City 07360, Mexico
Carlos Ledesma-Alonso
Departamento de Neurobiología del Desarrollo y Neurofisiología, Instituto de Neurobiología, Universidad Nacional Autónoma de Mexico, Querétaro 76230, Mexico
Sofía Diaz-Cintra
Departamento de Neurobiología del Desarrollo y Neurofisiología, Instituto de Neurobiología, Universidad Nacional Autónoma de Mexico, Querétaro 76230, Mexico
Luis O. Soto-Rojas
Laboratorio de Patogénesis Molecular, Laboratorio 4 Edificio A4, Carrera Médico Cirujano, Facultad de Estudios Superiores Iztacala, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City 54090, Mexico
The astrocyte population, around 50% of human brain cells, plays a crucial role in maintaining the overall health and functionality of the central nervous system (CNS). Astrocytes are vital in orchestrating neuronal development by releasing synaptogenic molecules and eliminating excessive synapses. They also modulate neuronal excitability and contribute to CNS homeostasis, promoting neuronal survival by clearance of neurotransmitters, transporting metabolites, and secreting trophic factors. Astrocytes are highly heterogeneous and respond to CNS injuries and diseases through a process known as reactive astrogliosis, which can contribute to both inflammation and its resolution. Recent evidence has revealed remarkable alterations in astrocyte transcriptomes in response to several diseases, identifying at least two distinct phenotypes called A1 or neurotoxic and A2 or neuroprotective astrocytes. However, due to the vast heterogeneity of these cells, it is limited to classify them into only two phenotypes. This review explores the various physiological and pathophysiological roles, potential markers, and pathways that might be activated in different astrocytic phenotypes. Furthermore, we discuss the astrocyte heterogeneity in the main neurodegenerative diseases and identify potential therapeutic strategies. Understanding the underlying mechanisms in the differentiation and imbalance of the astrocytic population will allow the identification of specific biomarkers and timely therapeutic approaches in various neurodegenerative diseases.