Le cellule comunicano tra loro proprio come fanno gli umani. Ciò consente agli organi di lavorare in modo sincrono, che a sua volta consente loro di svolgere una notevole gamma di compiti. Uno di questi mezzi di comunicazione è tramite tunneling nanotubi (TNT). In un articolo pubblicato su Comunicazioni sulla natura , ricercatori dell'Institut Pasteur guidati da Chiara Zurzolo hanno utilizzato tecniche di imaging avanzate per studiare la struttura di questi nanotubi, e riporta che i risultati sfidano il concetto stesso di cellula.

Come suggerisce il nome, I TNT sono minuscoli tunnel che collegano due o più celle e consentono il trasporto di molti tipi di merci tra di loro, compresi gli ioni, virus e interi organelli. Precedenti ricerche dello stesso team hanno scoperto che i TNT sono coinvolti nella diffusione intercellulare delle proteine ​​amiloidi patogene coinvolte nell'Alzheimer e nel Parkinson. Ciò ha portato i ricercatori a proporre che servano come una via principale per la diffusione di malattie neurodegenerative nel cervello e quindi rappresentino un nuovo obiettivo terapeutico per fermare la progressione di queste malattie incurabili. I tritoni sembrano anche svolgere un ruolo importante nella resistenza del cancro alla terapia. Ma poiché gli scienziati sanno ancora molto poco sui TNT e su come si relazionano o differiscono da altre protrusioni cellulari come i filopodi, hanno deciso di proseguire la loro ricerca per affrontare in profondità queste minuscole connessioni tubolari.

Il dogma delle unità cellulari in discussione

È quindi necessaria una migliore comprensione di queste minuscole connessioni tubolari poiché i tritoloidi potrebbero avere enormi implicazioni per la salute e le malattie umane. Affrontare questo problema è stato molto difficile a causa della natura fragile e transitoria di queste strutture, che non sopravvivono alle tecniche microscopiche classiche. Per superare questi ostacoli, i ricercatori hanno combinato vari approcci di microscopia elettronica all'avanguardia, e immagini di TNT a temperature sotto lo zero.

Utilizzando questa strategia di imaging, sono stati in grado di decifrare la struttura dei tritoni in modo molto dettagliato. Nello specifico, mostrano che la maggior parte dei TNT, precedentemente indicati come connessioni singole, sono, infatti, composto da più piccoli, nanotubi tunneling individuali (iTNT). Le loro immagini mostrano anche l'esistenza di fili sottili che collegano iTNT, che potrebbero servire ad aumentare la loro stabilità meccanica. Dimostrano la funzionalità degli iTNT mostrando il trasporto degli organelli utilizzando l'imaging time-lapse. Finalmente, i ricercatori hanno impiegato un tipo di microscopia noto come FIB-SEM per produrre immagini 3D con una risoluzione sufficiente per identificare chiaramente che i TNT sono aperti ad entrambe le estremità, e quindi creare continuità tra due celle. "Questa scoperta sfida il dogma delle cellule come unità individuali, dimostrando che le cellule possono aprirsi ai vicini e scambiare materiali senza una barriera di membrana, " spiega Chiara Zurzolo.

Una novità nella decodifica della comunicazione da cellula a cellula

Applicando un flusso di lavoro di imaging che migliora ed evita le limitazioni precedenti degli strumenti esistenti utilizzati per studiare l'anatomia dei TNT, i ricercatori hanno fornito la prima descrizione strutturale dei tritoni. È importante sottolineare che dimostrano che si tratta di nuovi organelli cellulari con una struttura definita, molto diverso dalle sporgenze cellulari note. "La descrizione della struttura permette la comprensione dei meccanismi coinvolti nella loro formazione e fornisce una migliore comprensione della loro funzione nel trasferire materiale direttamente tra il citosol di due cellule connesse, " dice Zurzolo. Inoltre, questa strategia, che conserva queste delicate strutture, sarà utile per studiare il ruolo dei TNT in altre condizioni fisiologiche e patologiche

Questo lavoro è un passo essenziale verso la comprensione della comunicazione cellula-cellula tramite TNT e pone le basi per indagini sulle loro funzioni fisiologiche e sul loro ruolo nella diffusione dei patogeni, compresi virus, batteri e proteine ​​mal ripiegate.