Ora, Camilla Forsberg, professoressa di ingegneria biomolecolare dell'UC Santa Cruz, e il suo gruppo di ricerca hanno scoperto una distinta popolazione secondaria di piastrine che appare con l'invecchiamento e ha un comportamento iperreattivo e proprietà molecolari uniche, che potrebbero renderle più facili da colpire con i farmaci.

I ricercatori hanno rintracciato questa popolazione di piastrine fino alle origini delle sue cellule staminali, scoprendo quello che identificano come il primo percorso di sviluppo specifico per l'età mai scoperto da una cellula staminale a una distinta cellula piastrinica matura.

"La domanda da decenni e decenni è stata:perché le persone anziane corrono un rischio così elevato di eccessiva coagulazione del sangue, ictus e malattie cardiovascolari?" Ha detto Forsberg. "Abbiamo scoperto un percorso completamente nuovo che appare progressivamente con l'invecchiamento:causa di problemi! Questo non è mai stato parte della discussione."

Il gruppo di ricerca presenta i propri risultati in un articolo pubblicato su Cell . Prima autrice Donna Poscablo, ex dottorato di ricerca di Forsberg. studentessa che ora è una ricercatrice post-dottorato presso l'Università di Stanford, e i suoi colleghi hanno effettuato questi esperimenti con le risorse e l'ambiente di formazione presso l'Istituto per la biologia delle cellule staminali (IBSC) presso l'UC Santa Cruz.

Capire le piastrine

Le cellule piastriniche sono uno dei tre tipi di cellule del sangue prodotte dall'organismo, mentre i globuli rossi e bianchi sono gli altri due. Milioni di queste cellule fluttuano continuamente nel sangue e, quando si verifica una lesione interna o esterna, si coagulano insieme per formare un cerotto naturale e vivente.

La disregolazione piastrinica, che è nota aumentare con l’età, si verifica quando queste cellule sono iperreattive e formano coaguli troppo spesso, oppure hanno prestazioni insufficienti. In entrambi i casi il corpo non riesce a gestire adeguatamente il sanguinamento e la coagulazione, sebbene l'iperreattività sia un problema molto più diffuso.

Tutte le cellule del sangue iniziano come cellule staminali ematopoietiche, una classe speciale di cellule staminali, e poi maturano attraverso una serie di passaggi intermedi chiamati "percorso di differenziazione" che le portano al loro destino di piastrine, globuli rossi o globuli bianchi. È noto da decenni che queste cellule staminali ematopoietiche diminuiscono con l'età, ma ciò presenta una contraddizione per gli scienziati:se le cellule ematopoietiche sono meno sane, allora perché le piastrine che creano sono iperreattive?

Un percorso 'scorciatoia'

In qualità di biologi delle cellule staminali, i ricercatori dell'UC Santa Cruz hanno affrontato questa domanda studiando le cellule staminali ematopoietiche.

Hanno condotto esperimenti che hanno permesso loro di tracciare i lignaggi di queste cellule staminali in modelli murini e hanno scoperto che nei topi anziani alcune delle loro piastrine non viaggiavano lungo il percorso di differenziazione.

Invece, hanno preso quello che i ricercatori dell’UCSC hanno soprannominato un percorso “scorciatoia”, saltando i passaggi intermedi e diventando immediatamente progenitori dei megacariociti, lo stadio delle cellule del sangue immediatamente prima della produzione di piastrine. A conoscenza dei ricercatori, questo è il primo percorso delle cellule staminali specifico per l'età mai scoperto.

"La gente pensa [piastrine e globuli rossi] come un unico lignaggio che condivide la regolazione e gli stadi intermedi fino alla fine", ha detto Forsberg. "Vedere che [la popolazione piastrinica secondaria] era completamente separata dal livello delle cellule staminali, solo nei topi anziani, è stato davvero sorprendente."

Mentre la popolazione di piastrine prodotte dalla via scorciatoia è iperreattiva, le piastrine prodotte dalla via principale continuano a comportarsi come le piastrine di un giovane.

"La graduale differenziazione a cascata mantiene una proprietà giovanile e ritengo che anche questo sia sorprendente di per sé", ha affermato Poscablo.

Hanno scoperto che le piastrine secondarie iperreattive iniziano a essere prodotte intorno alla mezza età nei topi, e la loro popolazione cresce progressivamente con l’invecchiamento. Al momento, i ricercatori non hanno trovato un fattore scatenante che avvii la produzione di questa via secondaria.

Inaspettatamente, però, non sembra essere innescato dall'ambiente stesso dell'invecchiamento:quando una giovane cellula staminale emopoietica viene trasferita in un ambiente invecchiato, non sembra innescare il percorso scorciatoia; e quando una cellula staminale ematopoietica invecchiata viene inserita in un ambiente giovane, le vecchie cellule staminali continuano a funzionare come vecchie cellule staminali.

"È stata sorprendente la resistenza all'età dell'altro percorso", ha detto Forsberg. "Una delle popolazioni piastriniche non è affatto influenzata [dall'invecchiamento], mentre quella che abbiamo scoperto lo è, quindi l'intero fenomeno non è indotto principalmente dall'ambiente, ma dal percorso di differenziazione."

Scegliere trattamenti migliori

Sapere che esiste questa popolazione secondaria di piastrine aiuterà i ricercatori a trovare nuovi modi per colpire e regolare queste cellule problematiche attraverso le loro cellule staminali. Prima di ciò, i ricercatori non avevano tentato di prendere di mira queste cellule a monte.

"Grazie alla nostra esperienza, possiamo porre domande su come colpire la cellula staminale ematopoietica e ora il progenitore dei megacariociti, che non è mai stato realmente evidenziato prima come bersaglio", ha detto Poscablo.

Mirare a queste cellule potrebbe non richiedere la creazione di nuovi farmaci, ma più semplicemente la prescrizione di anticoagulanti esistenti come l’aspirina, che trattano pazienti diversi a vari livelli anche se presentano sintomi simili legati alla coagulazione. Utilizzando i loro modelli murini, i ricercatori identificheranno quale delle due popolazioni di cellule staminali è più sensibile all'aspirina e alla miriade di altri farmaci piastrinici sul mercato.

I ricercatori dell’UCSC stanno attualmente lavorando anche per trovare questa popolazione secondaria di piastrine nelle cellule umane. Nei modelli murini, continueranno a studiare come manipolare e controllare il percorso della scorciatoia.