Meduse: come fanno a rigenerare i tentacoli?

Alcune specie di meduse come la Cladonema posso rigenerare un tentacolo amputato in due o tre giorni, ma come? La rigenerazione del tessuto funzionale in tutte le specie, comprese le salamandre e gli insetti, si basa sulla capacità di formare un blastema, un grumo di cellule indifferenziate che possono riparare i danni e crescere nell’appendice mancante.

Le elevate capacità di rigenerazione delle meduse

Le meduse, insieme ad altri cnidari come i coralli e gli anemoni di mare, mostrano elevate capacità di rigenerazione, ma il modo in cui formano il blastema critico è rimasto fino ad ora un mistero.

Un gruppo di ricerca del Giappone ha rivelato che le cellule proliferative simili a staminali, che crescono e si dividono attivamente ma non si differenziano ancora in tipi cellulari specifici, compaiono nel sito della lesione e contribuiscono a formare il blastema.

“È importante sottolineare che queste cellule proliferative simili a staminali nel blastema sono diverse dalle cellule staminali residenti localizzate nel tentacolo“, ha dichiarato l’autore corrispondente Yuichiro Nakajima, docente presso la Graduate School of Pharmaceutical Sciences dell’Università di Tokyo. “Le cellule proliferative specifiche per la riparazione contribuiscono principalmente all’epitelio, il sottile strato esterno, del tentacolo appena formato”.

Secondo Nakajima, le cellule staminali residenti delle meduse che stanziano dentro e vicino al tentacolo sono responsabili della generazione di tutte le linee cellulari durante l’omeostasi e la rigenerazione, il che significa che mantengono e riparano tutte le cellule necessarie durante la vita della medusa. Le cellule proliferative specifiche della riparazione compaiono solo al momento della lesione.

“Insieme, le cellule staminali residenti e le cellule proliferative specifiche per la riparazione consentono una rapida rigenerazione del tentacolo funzionale in pochi giorni”, ha spiegato Nakajima, sottolineando che le meduse usano i loro tentacoli per cacciare e nutrirsi.

Secondo il primo autore Sosuke Fujita, un ricercatore post-dottorato nello stesso laboratorio di Nakajima presso la Graduate School of Pharmaceutical Sciences, questa scoperta sulla capacità di rigenerazione delle meduse spiega il modo in cui i ricercatori comprendono come la formazione del blastema differisce tra i diversi gruppi di animali.

“In questo studio, il nostro obiettivo è stato quello di affrontare il meccanismo di formazione del blastema, utilizzando il tentacolo della medusa cnidaria Cladonema come modello rigenerativo nei non bilateri, o animali che non si formano bilateralmente, o da sinistra a destra, durante lo sviluppo embrionale “, ha continuato Fujita, spiegando che la ricerca può fornire informazioni da una prospettiva evolutiva.

Le salamandre, ad esempio, sono animali bilateri capaci di rigenerare gli arti. I loro arti contengono cellule staminali limitate a specifici bisogni di tipo cellulare, un processo che sembra funzionare in modo simile alle cellule proliferative specifiche della riparazione osservate nelle meduse.

“Dato che le cellule proliferative specifiche per la riparazione sono analoghe alle cellule staminali ristrette negli arti della salamandra bilateriana, possiamo supporre che la formazione di blastema da parte di cellule proliferative specifiche per la riparazione sia una caratteristica comune acquisita in modo indipendente per la rigenerazione di organi complessi e appendici durante l’evoluzione animale”.

Le origini cellulari delle cellule proliferative specifiche della riparazione osservate nel blastema delle meduse rimangono tuttavia poco chiare e i ricercatori affermano che gli strumenti attualmente disponibili per indagare sulle origini sono troppo limitati per chiarire la fonte di tali cellule o per identificare altre cellule staminali diverse.

“Sarebbe essenziale introdurre strumenti genetici che consentano il tracciamento di specifici lignaggi cellulari e la manipolazione nel Cladonema“, ha aggiunto Nakajima. “In definitiva, comprendere i meccanismi di formazione del blastema negli animali rigenerativi, comprese le meduse, può aiutarci a identificare i componenti cellulari e molecolari che migliorano le nostre capacità rigenerative“.

Le specie più abbondanti di meduse nel Mediterraneo sono la medusa luminosa (Pelagia noctiluca), che predilige le acque del Tirreno, il polmone di mare (Rhizostoma pulmo), più facilmente avvistabile nell’Adriatico e nello Ionio, la medusa tubercolata (Cotylorhiza tubercolata) e la Velella velella (un piccolo idrozoo che spesso si trova spiaggiato dopo le tempeste) soprannominata la “barchetta di San Pietro” a causa di una cresta di forma triangolare simile ad una vela, che le permette di muoversi sulla superficie dell’acqua tramite la spinta del vento.