Il ringiovanimento delle cellule staminali cerebrali potrebbe essere la chiave per i futuri trattamenti per la SM
Gli scienziati hanno trovato un modo per rendere più giovani le cellule staminali cerebrali più vecchie nei ratti. La scoperta potrebbe portare a trattamenti migliori per le malattie legate all'invecchiamento che degradano il cervello e il sistema nervoso.
La ricerca riguarda le cellule progenitrici degli oligodendrociti (OPC), che sono un tipo di cellula staminale o cellula immatura. Gli OPC sono essenziali per il buon funzionamento del cervello e del resto del sistema nervoso centrale.
Gli OPC maturano, o si differenziano, in oligodendrociti, che sono le cellule che producono la guaina mielinica che circonda le fibre nervose e preserva i segnali elettrici che trasportano.
La distruzione della mielina è una caratteristica distintiva della sclerosi multipla (SM) e le modifiche legate all'invecchiamento degli OPC contribuiscono al processo. L'invecchiamento può anche ridurre la funzione OPC in individui sani.
I ricercatori dell'Università di Cambridge nel Regno Unito hanno scoperto che l'aumento della rigidità nel cervello che invecchia compromette la funzione degli OPC.
Quando hanno trapiantato OPC da ratti più anziani nel cervello di ratti più giovani, gli OPC anziani hanno iniziato a funzionare come OPC giovanili.
Irrigidimento della nicchia delle cellule staminali
Il team alla fine ha stabilito che la perdita di funzione negli OPC era il risultato di qualcosa che accadeva nel loro microambiente, o "nicchia" delle cellule staminali.
"Qui vi mostriamo", scrivono gli autori in un recente Natura paper, "che il microambiente OPC si irrigidisce con l'età e che questo cambiamento meccanico è sufficiente a causare la perdita di funzione degli OPC correlata all'età".
Sembra che la nicchia delle cellule staminali rifletta i cambiamenti legati all'invecchiamento nei “segnali chimici e meccanici” che invia agli OPC che vi risiedono.
Una volta che gli OPC anziani trapiantati hanno percepito di trovarsi in un ambiente più giovane e morbido, hanno iniziato a comportarsi più come OPC più giovani e vigorosi.
Per esplorare cosa stava succedendo in modo più dettagliato, il team ha condotto alcuni esperimenti di laboratorio con OPC e "scaffold biologici e sintetici per imitare la rigidità dei giovani cervelli".
"Ringiovanito molecolarmente e funzionalmente"
I ricercatori hanno osservato che quando sono cresciuti OPC invecchiati su scaffold in materiale morbido, hanno iniziato a comportarsi più come OPC giovanili.
Gli OPC invecchiati sono stati "ringiovaniti dal punto di vista molecolare e funzionale" grazie al materiale più morbido.
Al contrario, posizionare i giovani OPC su scaffold costituiti da materiale più rigido, li ha indotti a comportarsi come quelli più vecchi.
"Siamo rimasti affascinati", afferma il dottor Kevin J. Chalut, co-autore senior dello studio, "nel vedere che quando siamo cresciuti giovani, cellule staminali cerebrali funzionanti sul materiale rigido, le cellule sono diventate disfunzionali e hanno perso la capacità di rigenerarsi, e in ha cominciato a funzionare come cellule invecchiate ".
Il dottor Chalut lavora presso il Dipartimento di Fisica e lo Stem Cell Institute dell'Università di Cambridge.
Osserva, tuttavia, che la scoperta più interessante è stata vedere i vecchi OPC crescere nel materiale morbido e come "hanno iniziato a funzionare come cellule giovani - in altre parole, sono stati ringiovaniti".
"Questo suggerisce un nuovo modo per superare la perdita di funzione correlata all'età in questo importante sistema di cellule staminali", aggiunge.
Piezo1 segnala la rigidità di nicchia
Ulteriori indagini hanno portato il dottor Chalut ei suoi colleghi a concentrarsi su un "canale ionico meccanoresponsivo" chiamato Piezo1, una proteina che si trova sulla superficie degli OPC. Hanno scoperto che Piezo1 dice agli OPC se la loro nicchia è rigida o morbida.
Quando hanno testato la reazione di OPC invecchiati privi di Piezo1, i ricercatori hanno scoperto che le cellule staminali si comportavano come OPC giovanili, anche quando crescevano su un materiale di scaffolding più rigido.
Hanno anche scoperto che l'eliminazione di Piezo1 negli OPC nel cervello di ratti anziani ha portato le cellule staminali a comportarsi come se fossero di nuovo giovani. Le cellule hanno ripreso la loro normale capacità di rigenerarsi.
La MS Society, che è un ente di beneficenza registrato in Inghilterra e Galles nel Regno Unito, ha finanziato in parte lo studio. Il loro direttore della ricerca, la dottoressa Susan Kohlhaas, afferma che i risultati "hanno importanti implicazioni" per il trattamento della SM.
"La SM è implacabile, dolorosa e invalidante e sono assolutamente necessari trattamenti che possono rallentare e prevenire l'accumulo di disabilità nel tempo".
Dr. Susan Kohlhaa
