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La capacità di alcuni anfibi di rigenerare i propri arti e perfino organi interi è uno di quei fenomeni che la scienza studia da tempo senza essere mai riuscita a spiegarlo del tutto. Ora però un pezzo importante del puzzle potrebbe essere finalmente al suo posto. Un gruppo di ricercatori dell'Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (Epfl) ha pubblicato su Science uno studio che punta il dito su un fattore tanto semplice quanto fondamentale: l'ossigeno. Più precisamente, sarebbe il modo in cui le cellule percepiscono i livelli di ossigeno a determinare se il processo di rigenerazione può effettivamente partire oppure no. Il meccanismo è noto nelle sue fasi generali. Dopo un'amputazione, le cellule presenti nel sito della lesione devono chiudere rapidamente la ferita e trasformarsi in cellule rigenerative. Negli anfibi questo passaggio avviene in modo fluido, quasi naturale. Nei mammiferi, al contrario, tutto si blocca nelle prime fasi. La chiusura della ferita è più lenta, il tessuto cicatriziale prende il sopravvento e la rigenerazione viene di fatto impedita. Secondo i ricercatori, la differenza fondamentale tra anfibi e mammiferi risiede nell'ambiente in cui si sviluppano i tessuti. Le larve degli anfibi crescono in acqua, dove i livelli di ossigeno sono decisamente più bassi rispetto a quelli dell'aria a cui sono esposti i tessuti dei mammiferi. Come ha spiegato Can Aztekin, tra gli autori dello studio: "Sebbene molti studi abbiano dimostrato che specie rigenerative come gli anfibi e i mammiferi condividono geni simili, suggerendo che i mammiferi possano conservare una capacità rigenerativa latente, non era ancora chiaro se i tessuti dei mammiferi potessero effettivamente attivare programmi di rigenerazione degli arti e cosa impedisse loro di farlo". Cosa hanno scoperto gli esperimenti su girini e topi Per andare a fondo nella questione, il team ha lavorato con arti in via di sviluppo amputati da girini di rana ed embrioni di topo, coltivandoli al di fuori del corpo in condizioni di ossigeno controllate. I livelli venivano abbassati per simulare gli ambienti acquatici oppure aumentati fino a raggiungere quelli tipici dell'aria. La risposta cellulare è stata monitorata su più fronti. Chiusura delle ferite, movimento cellulare, attività genica, metabolismo e stati epigenetici. Particolare attenzione è stata dedicata a HIF1A, una proteina che funziona come sensore cellulare dell'ossigeno. Quando i livelli di ossigeno sono bassi, questa proteina diventa più stabile e attiva i programmi di guarigione e rigenerazione. I risultati sono stati piuttosto eloquenti. Riducendo i livelli di ossigeno, le cellule dei topi guarivano le ferite più velocemente e mostravano segnali di attivazione di un programma rigenerativo. La carenza di ossigeno modificava anche il comportamento delle cellule della pelle, che diventavano più mobili e cambiavano le loro proprietà meccaniche. Per i girini di rana, invece, il discorso era diverso. Ii loro arti si rigeneravano efficacemente in un'ampia gamma di livelli di ossigeno, anche molto superiori a quelli normalmente presenti nell'aria. Anfibi meno sensibili all'ossigeno, mammiferi troppo reattivi Dal confronto di tutti i dati raccolti, il team è arrivato a una conclusione chiara. Gli anfibi che riescono a rigenerare i propri arti mostrano una ridotta capacità di rilevare l'ossigeno. I mammiferi, al contrario, reagiscono in modo molto forte alla sua presenza: destabilizzano la proteina HIF1A e disattivano i programmi rigenerativi nelle fasi iniziali, praticamente subito dopo la lesione. Questo non significa che la ricrescita degli arti umani sia dietro l'angolo. Lo studio però evidenzia che le differenze tra le specie potrebbero dipendere da come le cellule rispondono al loro ambiente, più che da una questione di corredo genetico.

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Rigenerazione degli arti: scoperto il ruolo chiave dell’ossigeno