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Esistono cellule che ingannano la morte, avviano il programma di autodistruzione e poi, invece di sparire, tornano indietro e ricostruiscono il tessuto danneggiato. È la scoperta arrivata dal Weizmann Institute of Science, pubblicata su Nature Communications, che mette in fila un meccanismo rimasto oscuro per decenni e che potrebbe spiegare sia la straordinaria capacità rigenerativa di pelle ed epiteli sia il ritorno di certi tumori dopo la radioterapia.
Il fenomeno di fondo si chiama proliferazione compensatoria e i biologi lo conoscono da circa mezzo secolo. Negli anni Settanta alcuni ricercatori bombardarono larve di moscerino della frutta con dosi elevate di radiazioni. Il tessuto epiteliale risultava devastato, eppure quelle larve riuscivano comunque a sviluppare ali perfettamente funzionanti. Risposte simili sono state poi osservate in moltissime specie, esseri umani compresi. Mancava però il pezzo centrale del puzzle, ovvero come facciano le cellule superstiti a innescare una ricrescita tanto rapida.
Il ruolo inatteso delle caspasi
La risposta chiama in causa le caspasi, enzimi conosciuti soprattutto per il lavoro sporco, cioè smontare le cellule dall’interno durante l’apoptosi, la morte cellulare programmata. Il meccanismo prevede una caspasi iniziatrice che accende il processo e poi le caspasi effettrici che fanno a pezzi le proteine della cellula condannata. Negli ultimi vent’anni, però, diversi gruppi di ricerca, tra cui il laboratorio del professor Eli Arama del dipartimento di Genetica Molecolare del Weizmann, hanno mostrato che questi enzimi partecipano anche a processi biologici essenziali alla vita. Arama sospettava che avessero un ruolo pure nella rigenerazione dei tessuti.
Il team guidato dalla dottoressa Tslil Braun ha quindi rifatto l’esperimento classico, irradiando larve di moscerino ma stavolta con strumenti genetici moderni. “Volevamo identificare le cellule che premono il pulsante di autodistruzione e sopravvivono lo stesso”, spiega Braun. Usando un sensore ritardato capace di segnalare le cellule in cui la caspasi iniziatrice si era attivata senza che la cellula morisse, i ricercatori hanno trovato una popolazione battezzata cellule DARE. Non solo sono sopravvissute alle radiazioni, si sono moltiplicate e hanno rimpiazzato quasi metà del tessuto danneggiato in 48 ore.
L’altra metà arriva da un secondo gruppo, le cellule NARE, anch’esse resistenti alla morte ma con una differenza sostanziale, la loro caspasi iniziatrice non si era mai accesa. Queste ultime contribuiscono alla riparazione ma non bastano da sole, tanto che rimuovendo le DARE dal sistema la proliferazione compensatoria svaniva del tutto. A far partire la macchina sono proprio i segnali inviati dalle cellule morenti alle vicine DARE.
Perché i tumori tornano più aggressivi
Il trucco delle DARE sta in una frenata. Il processo di morte comincia regolarmente, la caspasi iniziatrice si attiva, ma poi la catena si blocca prima che le caspasi esecutrici completino il lavoro. Dietro il blocco c’è una proteina definita motore molecolare, capace di ancorare la caspasi iniziatrice alla membrana cellulare impedendole di attivare la fase successiva. Silenziando quel motore, le DARE morivano e la rigenerazione si inceppava. Dettaglio non secondario, l’iperattivazione della stessa proteina era già stata collegata alla crescita tumorale, il che suggerisce una via con cui le cellule cancerose sfuggono all’apoptosi.
C’è poi l’eredità. Irradiando lo stesso tessuto una seconda volta, il numero di cellule che muoiono nelle prime ore si dimezza rispetto alla prima esposizione, e la maggior parte delle vittime appartiene alla popolazione NARE. I discendenti delle DARE risultano sette volte più resistenti alla morte cellulare rispetto alle cellule del tessuto originale. Un vantaggio enorme quando serve guarire, un problema serio quando a sfruttarlo è un tumore trattato con radioterapia.
Perché la crescita non sfugga di mano esiste anche un freno. Le DARE stimolano la moltiplicazione delle NARE vicine secernendo segnali di crescita, mentre le NARE rispondono con segnali che inibiscono le DARE. Un circuito a retroazione negativa che evita l’eccesso.
Gli esperimenti sono stati condotti sui moscerini della frutta, quindi servirà altro lavoro per capire quanto il meccanismo valga anche nell’uomo. “Molti tumori nascono da cellule epiteliali che hanno perso il normale controllo della crescita, e molte terapie puntano a spingerle all’autodistruzione tramite apoptosi”, osserva Arama. “I nostri risultati aprono la strada a capire perché a volte quei trattamenti falliscono e come migliorarli, oltre a indicare nuovi modi per accelerare la rigenerazione dei tessuti sani dopo un danno”.
Fonte: TecnoAndroid
