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L'invecchiamento e il microambiente delle cellule staminali

La conoscenza del modo in cui le cellule staminali si comportano nella loro nicchia è di fondamentale importanza per lo studio delle strategie rigenerative. I ricercatori europei hanno analizzato i cambiamenti subiti da questo microambiente durante l'invecchiamento.
L'invecchiamento e il microambiente delle cellule staminali
Le cellule staminali mesenchimali (CSM) sono un piccolo serbatoio di cellule progenitrici per le quali è possibile indurre la differenziazione in tessuto osseo, connettivo o grasso, una potenzialità che le rende estremamente preziose al fine della rigenerazione. Le CSM si trovano nel midollo spinale in uno stato indifferenziato e possono essere attivate tramite vari segnali di stress.

Un elemento fondamentale per molti processi cellulari e per l'omeostasi dei tessuti è la matrice extracellulare e il suo costituente principale, l'acido ialuronico o ialuronano. Alcune zone della matrice extracellulare sembrano supportare la differenziazione delle varie popolazioni di cellule staminali, comprese le CSM, che dispongono di enzimi in grado di sintetizzare e secernere l'acido ialuronico, con un processo che negli individui anziani risulta sovraregolato.

L'ipotesi di studio del progetto HYALSTEMAGE ("Effect of controlled hyaluronan synthesis on the stemness of aged mesenchymal stem cells"), finanziato dall'UE, è che una matrice extracellulare ricca di acido ialuronico interferisce con l'attività cellulare, ostacolando il potenziale rigenerativo delle CSM. In questo contesto, gli scienziati hanno approfondito le differenze dei livelli di espressione genetica delle CSM isolate da vari donatori anziani.

L'aggiunta di acido ialuronico alle colture di CSM non ha avuto impatto sulle cellule, ma il blocco della sua sintesi ha indotto un arresto della proliferazione. Studiando questo meccanismo, gli scienziati hanno scoperto un aumento generale del pattern di glicosilazione delle proteine delle CSM e una maggiore capacità di differenziazione in osteociti, concludendo che la sintesi di acido ialuronico compensa essenzialmente la necessità di maggiori precursori osteogenici nelle cellule anziane.

Le osservazioni del team HYALSTEMAGE sottolineano l'importanza della matrice extracellulare nel controllo del comportamento delle cellule staminali e indicano i meccanismi che sono probabilmente implicati nell'invecchiamento. I risultati evidenziano inoltre la presenza di un nuovo sistema di sensori che può indurre la proliferazione e la differenziazione cellulare in risposta alla modifica del microambiente.

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Keywords

Invecchiamento, cellule staminali, strategie rigenerative, cellule staminali mesenchimali, matrice extracellulare, acido ialuronico, sintesi ialuronica, cellule invecchiate