Scoprire i meccanismi alla base del malfunzionamento delle cellule staminali
Le cellule staminali sono le «cellule regine» dell’organismo. Si sviluppano nel sangue, nel cervello, nelle ossa e negli organi e, grazie alla capacità di riparare e rigenerare le cellule, hanno le potenzialità per curare diverse malattie. Tuttavia, le cellule staminali possono non funzionare correttamente. In età estremamente avanzata, ad esempio, il funzionamento delle cellule staminali diminuisce drasticamente. «Gli studi in diverse specie ha identificato caratteristiche comuni dell’invecchiamento che alla fine convergono verso l’esaurimento delle cellule staminali e un conseguente declino nella rigenerazione dei tessuti», spiega Pura Muñoz-Cánoves, prof.ssa di ricerca senior presso l’Università Pompeu Fabra e ICREA, nonché coordinatrice del progetto STEM-AGING. Nel progetto STEM-AGING, finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, i ricercatori hanno cercato di capire meglio come le cellule staminali mantengono la loro forma fisica in età adulta. «Per la maggior parte della loro esistenza, le cellule satelliti si trovano in uno stato di quiescenza, attivandosi per formare nuove miofibre solo dopo un trauma muscolare», spiega Muñoz-Cánoves. «Il modo in cui queste cellule staminali longeve mantengono la quiescenza era essenzialmente sconosciuto», aggiunge la studiosa.
Elaborazione di una serie di sperimentazioni
Nel progetto STEM-AGING, il team ha ideato una serie di sperimentazioni sui topi. Il primo obiettivo è stato quello di comprendere il mantenimento della quiescenza nelle cellule staminali e l’impatto dell’invecchiamento sull’autofagia, ovvero il modo in cui l’organismo riutilizza le vecchie cellule danneggiate. Hanno anche scoperto come la raccolta di rifiuti proteotossici, che derivano da proteine con errato ripiegamento, possa influire sulla qualità rigenerativa delle cellule staminali.
Ripristino della rigenerazione muscolare
Il team ha scoperto che in età avanzata, le cellule satelliti perdono la quiescenza e alcune di esse adottano uno stato senescente irreversibile. Perdono la capacità di autofagia e presentano una dinamica mitocondriale squilibrata, in sostanza evidenziano un’interruzione della funzione degli ingegneri interni della cellula, il che significa che le cellule non possono ripulirsi dalle parti danneggiate. Questi risultati hanno portato ad alcune scoperte terapeutiche positive. «Il nostro team ha dimostrato che la funzione delle cellule staminali geriatriche e la rigenerazione muscolare vengono ripristinate riattivando l’autofagia e ristabilendo la dinamica mitocondriale», osserva Muñoz-Cánoves. I ricercatori hanno anche identificato un sottoinsieme di cellule staminali che hanno un potenziale rigenerativo più elevato rispetto ad altre e hanno capito come mantenerle in età molto avanzata. «Tutti questi risultati hanno implicazioni che vanno oltre la ricerca sui muscoli e riguardano la medicina rigenerativa nell’invecchiamento», spiega l’autrice.
Il primo atlante delle cellule staminali
Una delle principali scoperte del lavoro è stata la creazione del primo atlante trascrittomico delle cellule senescenti in vivo. Questo lavoro è stato pubblicato sulla più importante rivista scientifica, «Nature», evidenziato anche nella rubrica News and Views della pubblicazione. I ricercatori intendono continuare a studiare le cellule staminali per trovare nuovi modi volti a invertire i cambiamenti intrinseci deleteri nelle cellule staminali invecchiate. «Sono davvero felice di aver trovato nuove cause intrinseche dell’invecchiamento delle cellule staminali muscolari che compromettono la rigenerazione muscolare e alterano il metabolismo, e nuovi meccanismi di riparazione muscolare indipendenti dalle cellule staminali», afferma Muñoz-Cánoves.
Parole chiave
STEM-AGING, cellule staminali, invecchiamento, danni, prove, ripristino, muscolo, atlante
