In una ricerca collaborativa, gli scienziati dell’Università di Kyushu e della Harvard Medical School hanno scoperto proteine capaci di trasformare o “riprogrammare” i fibroblasti, le cellule predominanti nella pelle e nel tessuto connettivo, in cellule che possiedono caratteristiche simili alle cellule progenitrici degli arti.
I risultati, pubblicati sul Journal Developmental Cell, hanno migliorato la comprensione dello sviluppo degli arti e gettato le basi per la terapia rigenerativa in futuro.
Trasformare i fibroblasti in osteoblasti: una speranza per chi convive con la perdita di uno o più arti
Circa 60 milioni di persone in tutto il mondo convivono con la perdita degli arti, una conseguenza di diverse patologie mediche come tumori, infezioni, difetti congeniti o traumi derivanti da incidenti.
Gli individui con lesioni agli arti ricorrono spesso a materiali sintetici e protesi metalliche di supporto. Tuttavia, diversi ricercatori stanno approfondendo le complessità dello sviluppo degli arti, impegnandosi per promuovere la terapia rigenerativa e la sostituzione dei tessuti naturali come opzione terapeutica promettente.
“Durante lo sviluppo degli arti nell’embrione, le cellule progenitrici danno origine alla maggior parte dei diversi tessuti delle ossa, muscoli, cartilagine e tendini. È quindi importante stabilire un modo semplice e accessibile per produrre queste cellule”, ha spiegato il dottor Yuji Atsuta, ricercatore capo presso la scuola di medicina di Harvard.
Attualmente, le cellule progenitrici degli arti provengono comunemente dagli embrioni, ponendo dilemmi etici sugli embrioni umani. In alternativa, possono essere sfruttate le cellule staminali pluripotenti indotte, riprogrammate da cellule adulte, ma questa scelta comporta non pochi rischi su una probabile loro conversione in cellule tumorigene.
Come vengono riprogrammati i fibroblasti
Il nuovo metodo sviluppato da Atsuta e
colleghi, che riprogramma direttamente i fibroblasti in cellule progenitrici degli arti bypassa l’induzione delle cellule staminali pluripotenti e semplifica questo processo riducendo anche i costi. Non solo, vengono abbattute anche le preoccupazioni sulla possibilità che le cellule diventino cancerose, cosa che spesso si verifica con le cellule staminali pluripotenti indotte.
Nella fase iniziale, i ricercatori hanno esaminato l’espressione genetica nei primi abbozzi degli arti di topi e negli embrioni dei polli e hanno trovato 18 geni, per lo più fattori di trascrizione altamente espressi. L’introduzione di questi geni nei fibroblasti di embrioni di topo ha portato alla formazione di cellule somiglianti agli osteoblasti.
Ulteriori esperimenti hanno identificato tre proteine essenziali: Prdm16, Zbtb16 e Lin28a: per riprogrammare i fibroblasti in cellule simili agli osteoblasti, le cellule degli arti, con Lin41 che aiuta nella crescita della cellula e nella sua moltiplicazione.
“Queste cellule riprogrammate non sono solo imitazioni molecolari. Abbiamo osservato il loro potenziale svilupparsi in tessuti specializzati degli arti, sia in piastre di laboratorio (in vitro) che anche in organismi viventi (in vivo)”, ha spiegato Atsuta.
“I test in vivo sono stati particolarmente impegnativi, poiché abbiamo dovuto trapiantare le cellule di topo riprogrammate nelle gemme degli arti degli embrioni di pollo“.
Cosa sono i fibroblasti?
I fibroblasti sono un tipo di cellula responsabile della produzione della matrice extracellulare e del collagene.
Insieme, questa matrice extracellulare e il collagene formano la struttura dei tessuti e svolgono un ruolo importante nella loro riparazione. I fibroblasti sono le principali cellule del tessuto connettivo presenti nel corpo. Oltre ad essere presenti come fibroblasti, queste cellule esistono in uno stato alternativo, come fibrociti. Fibroblasto è il termine usato per descrivere queste cellule quando sono in uno stato attivato.
Il fibrocito si riferisce allo stato meno attivo, quando la cellula è coinvolta nel mantenimento e nel metabolismo dei tessuti. Alcuni ricercatori usano il termine fibroblasti per entrambi gli stati cellulari, ma il termine “blasto” di solito si riferisce a una cellula staminale o allo stato attivato di una cellula.
L’aspetto dei fibroblasti cambia a seconda della loro funzione e del sito d’azione. I fibroblasti prelevati da un particolare sito possono “ricordare” la loro posizione e funzione originali quando trapiantati in un’altra sezione del corpo.
