Usando l'imaging dal vivo e il codice a barre cellulare, i ricercatori del Programma sulle cellule staminali del Boston Children's Hospital hanno intravisto come le nuove cellule staminali, in questo caso le cellule staminali del sangue, vengano controllate per la qualità subito dopo la loro nascita. Lo studio, che potrebbe avere implicazioni per il cancro e la medicina rigenerativa, è stato pubblicato il 22 settembre sulla rivista Science .

Guidato da Sam Wattrus, un dottorato di ricerca candidato nel laboratorio di Leonard Zon, MD, i ricercatori hanno utilizzato un modello di pesce zebra per osservare lo sviluppo delle cellule staminali. Quando una cellula staminale nasce, hanno scoperto, si reca in un luogo speciale in cui le cellule immunitarie note come macrofagi entrano in intimo contatto fisico con ciascuna cellula.

Ecco quando si verifica il controllo:le cellule che mostravano segni di stress (avendo alti livelli di molecole tossiche note come specie reattive dell'ossigeno) sono state inghiottite e mangiate dai macrofagi, ha scoperto il team. Al contrario, le cellule staminali apparentemente sane potevano vivere e venivano amplificate selettivamente.

"Ogni volta che un macrofago interagisce con le cellule, assorbe un'enorme quantità di informazioni biologiche", afferma Wattrus. "Quello che vediamo è che le cellule ad alto stress vengono eliminate e quelle con basso stress si dividono selettivamente."

Esplorando ulteriormente, Wattrus e colleghi hanno mostrato che le cellule staminali stressate portavano un marcatore specifico sulla loro superficie, una proteina nota come calreticolina, che funge da segnale "mangiami". Le cellule staminali prive di calreticolina, o che ne avevano solo piccole quantità, non venivano mangiate e sembravano essere incoraggiate ad espandersi. I macrofagi sembravano rimuovere del materiale da loro e le cellule staminali hanno continuato a moltiplicarsi dopo l'incontro.

"Utilizzando il codice a barre cellulare, possiamo misurare il numero di cloni (popolazioni cellulari distinte) dopo che si è verificata l'interazione", spiega Zon, che è anche affiliato alla Divisione di ematologia/oncologia ed è un investigatore dell'Howard Hughes Medical Institute. "Se a un macrofago non 'piace' una cellula staminale, quel clone non contribuirà al pool di cellule staminali."

Potenziali implicazioni per il cancro, la medicina rigenerativa

Il team ha anche osservato interazioni simili tra macrofagi e cellule staminali nei topi embrionali. Zon ritiene che questo processo di controllo qualità potrebbe portare a nuovi approcci al cancro e alla medicina rigenerativa e attualmente sta perseguendo entrambe le possibilità nel suo laboratorio.

"In pratica insegneresti alle cellule staminali ad essere attraenti o repulsive ai macrofagi con piccole molecole o altre terapie mirate", dice.

È noto nel mondo del cancro che le cellule tumorali possono far germogliare segnali "non mangiarmi" per eludere gli attacchi del nostro sistema immunitario e c'è molto interesse nel bloccare questi segnali con anticorpi per superare in astuzia il cancro. Ma Zon è più interessato ai segnali "mangiami" e se potrebbero essere introdotti nelle cellule precancerose o cancerose per incoraggiare i macrofagi a distruggerli.

Tali approcci potrebbero essere potenzialmente utilizzati in condizioni precancerose come l'emopoiesi clonale e la mielodisplasia, caratterizzate da popolazioni canaglia di cellule staminali del sangue, o nella leucemia e altri tumori del sangue.

"Potrebbe esserci un modo per utilizzare una piccola molecola per stressare la cellula, portando alla superficie della calreticolina che fa mangiare i cloni incriminati", ipotizza Zon.

Prevede l'approccio opposto nella rigenerazione dei tessuti, in cui i marcatori delle cellule staminali potrebbero essere manipolati per incoraggiare i macrofagi a ottimizzare il pool di cellule staminali per le terapie basate sulle cellule. Sebbene questo studio fosse incentrato sulle cellule staminali del sangue, Zon ritiene probabile che altre popolazioni di cellule staminali siano esposte a un processo di controllo qualità simile.

In tal caso, potrebbero esserci grandi potenziali implicazioni per la salute per tutta la vita. "Il tuo pool di cellule staminali è costituito, per la maggior parte, durante lo sviluppo embrionale", osserva Zon. "Le interazioni che accadono qui determinano quali cellule staminali verranno utilizzate nell'età adulta". + Esplora ulteriormente

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