mercoledì 18 maggio 2011

La rigenerazione delle planarie e "la cellula tuttofare"


Chi non conosce Wolverine, il famoso mutante mani-di-forchetta icona degli X-Men? Wolverine è uno dei tanti personaggi di fumetti o cartoni che è capace di rigenerare parti del corpo ferite grazie ad un particolare superpotere, il fattore rigenerante.
Se però pensate che la rigenerazione sia pura fantascienza, vi sbagliate di grosso, perché il regno animale è pieno di casi di organismi capaci di rigenerazione, ossia di ricostruire parti del corpo troncate o, viceversa, generare nuovi individui partendo da parti del corpo mancanti. Ne sono esempi molti cnidari (il gruppo di meduse e polipi), le spugne, le stelle marine, i platelminti, ecc. Tanti piccoli Wolverine non umani, insomma. :)
Wolverine in
X-Men le origini:Wolverine
Quello che però hanno scoperto alcuni scienziati guidati da Peter Reddien dell'Howard Hughes Medical Institute, non ha precedenti: da una singola cellula adulta di Schmidtea mediterranea, una planaria (un platelminta), si può rigenerare un intero organismo completamente funzionale, senza nessuna parte del corpo mancante.
Le planarie sono animali ampiamente noti ai biologi per le loro straordinarie capacità rigenerative, dovute all'importante presenza di cellule adibite a questo compito, i neoblasti. Sono infatti noti casi di planarie con organi perfettamente funzionali sviluppatesi da frammenti del corpo centinaia di volte più piccoli dell'organismo di partenza. Tuttavia, fino ad oggi non si sapeva se i neoblasti fossero un mix di cellule staminali uni- o multipotenti (cioè capaci di rigenerare un solo o alcuni tipi di tessuti), oppure una sola categoria di cellule pluripotenti, ossia capaci di rigenerare tutti i tessuti di un organismo.
Molti animali, noi inclusi, sono capaci di produrre cellule staminali anche da adulti. A differenza però delle cellule staminali embrionali, le staminali adulte non sono pluripotenti ma sanno soltanto trasformarsi in un certo numero di tipologie cellulari. Le staminali del midollo osseo, ad esempio, sanno trasformarsi in cellule del sangue, mentre quelle della pelle possono formare peli o pelle, ma nessuna delle nostre staminali adulte sarebbe capace di rigenerare tutti i tessuti di un individuo già sviluppato.
Schmidtea mediterranea
Per approfondire la questione, Wagner, Wang e Reddien hanno allestito due esperimenti distinti, pubblicandone un articolo sulla rivista Science:
1) Nel primo hanno distrutto con radiazioni tutte le cellule capaci di dividersi, eccetto uno sparuto gruppo di neoblasti; marcando un gene espresso soltanto dai neoblasti, i ricercatori hanno monitorato l'andamento di tali cellule, osservando che il piccolo gruppo di cellule sopravvissute è stato capace di differenziarsi in tutti i tipi di tessuti dell'animale;
2) In un secondo esperimento, decisamente più interessante, hanno distrutto i neoblasti di una planaria e vi hanno trapiantato un singolo neoblasto proveniente da un'altra planaria, di un ceppo diverso. Gli studiosi hanno osservato che il neoblasto singolo ha dato origine senza problemi a cellule che si sono differenziate in diversi tessuti, donando non solo alla planaria ospite la capacità di rigenerazione, ma anche l'identità genetica della planaria donatrice!
Concludendo, ciascun neoblasto è una vera e propria cellula pluripotente e le planarie degli esperimenti non hanno mostrato alcuna difficoltà nutritiva o riproduttiva in seguito alla sperimentazione, per cui si può affermare a buon diritto che l'esperimento sia più che riuscito, e l'idea che anche nell'essere umano possa un giorno trovarsi qualcosa del genere potrebbe aprire nuovi spiragli verso la medicina rigenerativa basata sull'impiego di cellule staminali. Abbandonate però l'idea di diventare degli aspiranti Wolverine... ^__^

Wagner, D., Wang, I., & Reddien, P. (2011). Clonogenic Neoblasts Are Pluripotent Adult Stem Cells That Underlie Planarian Regeneration Science, 332 (6031), 811-816 DOI: 10.1126/science.1203983