La cellula che permette al verme una rigenerazione completa / The cell that allows the worm a complete regeneration

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Due planarie./ Two planarians

Uno studio sulla planaria ha permesso di caratterizzare il sottogruppo di staminali adulte particolarmente versatili che permettono a questo verme di rigenerarsi completamente anche dopo le lesioni più devastanti. La scoperta potrà avere ricadute nel campo della medicina rigenerativa

Un particolare tipo di cellula staminale capace di rigenerare un organismo intero mortalmente danneggiato è stato identificato nella planaria, un verme platelminto noto per le sue capacità di rigenerazione. La scoperta - opera di un gruppo di ricercatori dello Stowers Institute for Medical Research a Kansas City diretto da Alejandro Sánchez Alvarado, che firmano un articolo su "Cell" - ha interessanti ricadute per lo sviluppo della medicina rigenerativa.

Gli organismi multicellulari si sviluppano a partire da una singola cellula che si divide in due cellule identiche, poi quattro e così via.

All'inizio, ciascuna di queste cellule staminali embrionali è totipotente, ossia è in grado di dar luogo a tutti i tipi di cellule possibili del corpo. Via via che le divisioni proseguono, però, queste cellule perdono parte di questa capacità diventando prima pluripotenti (capaci di generare tutti i tipi di cellule del corpo, meno quelle germinali), multipotenti (generano solo alcuni tipi di cellule) e unipotenti (un solo tipo di cellule).

Per quanto è noto, negli esseri umani dopo la nascita non rimangono cellule staminali pluripotenti, ma nelle planarie ce n'è ancora un buon numero anche nell'organismo adulto, e a esse - chiamate neoblasti - sono dovute le capacità rigenerative dell'animale.

Per questa ragione, i neoblasti sono da tempo oggetto di studio, ma finora non si era riusciti a caratterizzarli in modo da poterli identificare con certezza nella popolazione cellulare adulta, né in quella delle staminali presenti nell'adulto.

Sfruttando una combinazione di tecniche - dalla biologia molecolare alla citometria a flusso, dalla bioinformatica alla microscopia - Sánchez Alvarado e colleghi hanno dapprima scoperto che 

i neoblasti si distinguono per la presenza di un marcatore di cellule staminali noto come piwi-1.

Tuttavia, da successivi esperimento è emerso che non tutte le staminali con piwi-1 sono realmente neoblasti, ma che ne esistono ben 12 sottogruppi differenti, uno solo dei quali - detto Nb2 - appare in grado di esprimere al massimo le capacità rigenerative.

Le cellule Nb2 esprimono un gene che codifica per un particolare proteina di membrana della famiglia delle tetraspanine, proteine evolutivamente molto antiche di cui si sa ancora molto poco.

A sinistra le sottopopolazioni di staminali con il marcatore piwi-1. La sottopopolazione Bb2 esprime anche la proteina TSPAN-1 (in verde, al centro). Se una cellula di questo gruppo viene trapiantata in una planaria danneggiata letalmente, ne permette la rigenerazione completa a destra diversi momenti del processo di rigenerazione dopo il trapianto). (Cortesia Sánchez Alvarado Lab) / On the left the stem subpopulations with the piwi-1 marker. The Bb2 subpopulation also expresses the TSPAN-1 protein (in green, in the center). If a cell from this group is transplanted into a lethally damaged planar, it allows complete regeneration on the right several moments of the regeneration process after transplantation).

Per avere la conferma che  le le Nb2 fossero effettivamente dei neoblasti, i ricercatori hanno trapiantato una singola cellula di questo tipo in cento planarie sottoposte a livelli letali di radiazioni. Nel giro di poco tempo, le cellule trapiantate hanno ripopolato l'organismo irradiato, permettendo agli animali di sopravvivere.

La scoperta - ha detto Sánchez Alvarado - "apre la porta a una serie di esperimenti che prima non erano possibili. E il fatto che il marcatore che abbiamo scoperto sia espresso non solo nelle planarie ma anche negli esseri umani suggerisce che alcuni meccanismi rigenerativi possano essersi conservati almeno in parte anche in noi, e che si possa trovare il modo di sfruttarli a fini medici."

ENGLISH

A planarian study has allowed to characterize the sub-group of particularly versatile adult stem cells that allow this worm to regenerate completely even after the most devastating lesions. The discovery will have repercussions in the field of regenerative medicine

A particular type of stem cell capable of regenerating a mortally damaged whole organism has been identified in the planar, a platelminth worm known for its regeneration capabilities. The discovery - by a group of researchers from the Stowers Institute for Medical Research in Kansas City directed by Alejandro Sánchez Alvarado, who sign an article on "Cell" - has interesting repercussions for the development of regenerative medicine.

Multicellular organisms develop from a single cell that is divided into two identical cells, then four cells and so on.

At the beginning, each of these embryonic stem cells is totipotent, that is, it is able to give rise to all the possible types of cells in the body. As the divisions continue, however, these cells lose part of this capacity becoming first pluripotent (capable of generating all types of cells in the body, minus those of the germinal), multipotent (generate only some types of cells) and unipotent (one cell type).

To confirm that the Nb2 was actually neoblasts, the researchers transplanted a single cell of this type into one hundred planarians subjected to lethal levels of radiation. Within a short time, the transplanted cells repopulated the irradiated organism, allowing the animals to survive.

The discovery - said Sánchez Alvarado - "opens the door to a series of experiments that were not possible before, and the fact that the marker we discovered is expressed not only in planarians but also in humans suggests that some regenerative mechanisms may have preserved at least partly in us, and that we can find ways to exploit them for medical purposes. "

Da:

http://www.lescienze.it/news/2018/06/18/news/planaria_rigenerazione_organismo_staminali_neoblasti-4019392/?ref=nl-Le-Scienze_22-06-2018