Ricordate il film “The clone returns home” del regista giapponese Kanji Nakajima? Il protagonista Kohei, un giovane astronauta, decide di partecipare a un programma sperimentale di clonazione che dovrà “rigenerare” il suo corpo e la sua memoria qualora egli morisse. Quando Kohei rimane ucciso in una missione spaziale, gli scienziati sono in grado rigenerare il suo clone, dopo cui la storia ha un epilogo che non interessa in questa sede, se non come spunto per raccontare gli ultimi sviluppi della ricerca sulla rigenerazione cellulare.
Riprogrammare le cellule somatiche
Riprogrammare le cellule somatiche allo stato pluripotente mediante la sovraespressione dei cosiddetti fattori Yamanaka |OSKM| è, in realtà, un processo lungo e complesso. La riprogrammazione cellulare, per esempio, è una metodica ampiamente utilizzata per ricreare modelli di malattia conosciuti in vitro. Tuttavia, la stessa metodica riproposta in vivo ha un limite: quello di indurre lo sviluppo di tumori. A meno che la riprogrammazione non sia condotta solo parzialmente così da miglioramento l’espressione a breve termine dei fattori di riprogrammazione senza dare luogo alla proliferazione di tumori, aprendo un possibile applicazione di questo approccio in vivo.
Ringiovanimento delle cellule muscolari
Recenti evidenze hanno dimostrato il ringiovanimento delle cellule del giro dentato, del ganglio retinico, dei condrociti o cellule cartilaginee e delle cellule staminali muscolari mediante fattori di riprogrammazione, rafforzando la potenziale applicazione di questo approccio in ambito clinico. Oltre al miglioramento dei segni distintivi dell’invecchiamento cellulare, nei topi anziani i fattori di riprogrammazione promuovono la rigenerazione dei tessuti. Non dimentichiamo che uno dei tanti effetti dell’invecchiamento è la perdita di massa muscolare, che contribuisce alla disabilità nelle persone anziane. Per contrastare questa perdita, gli scienziati del Salk Institute stanno studiando la possibilità di accelerare la rigenerazione del tessuto muscolare, utilizzando una combinazione di composti molecolari comunemente usati nella ricerca sulle cellule staminali.
L’attivazione dei progenitori miogenici
In uno studio pubblicato alcune settimane fa su Nature Communications, Chao Wang insieme ad altri ricercatori hanno dimostrato che l’uso di tali composti ha di fatto aumentato la rigenerazione delle cellule muscolari nei topi attivando i precursori delle cellule muscolari, chiamati “progenitori miogenici”. Prima che questo approccio possa essere applicato negli esseri umani saranno necessari ulteriori approfondimenti, ma intanto la ricerca sta cercando di chiarire quali siano i meccanismi sottostanti la rigenerazione e la crescita muscolare che potrebbe un giorno aiutare atleti e adulti che invecchiano a rigenerare i tessuti in modo più efficace.
I fattori di trascrizione Yamanaka
Secondo il professor Juan Carlos Izpisua Belmonte, autore senior dello studio, la perdita di questi progenitori miogenici è associata alla degenerazione muscolare legata all’età. Il trial da loro condotto è stata l’occasione per scoprire fattori specifici in grado di accelerare la rigenerazione muscolare. I composti utilizzati nello studio sono definiti fattori Yamanaka dal nome dello scienziato giapponese che li ha scoperti. I fattori Yamanaka sono una combinazione di proteine, chiamate fattori di trascrizione, che controllano il modo in cui il DNA viene copiato per la traduzione in altre proteine. Nella ricerca di laboratorio vengono utilizzati per convertire cellule specializzate, come le cellule della pelle, in cellule più simili a cellule staminali che sono pluripotenti, aventi cioè la capacità di diventare molti tipi diversi di cellule.
Tra cellule satelliti e fibre muscolari
La rigenerazione muscolare è dunque mediata dalle cellule staminali muscolari, chiamate anche cellule satelliti, localizzate in una nicchia tra uno strato di tessuto connettivo |lamina basale| e le fibre muscolari |miofibre|. In questo studio, utilizzando due diversi modelli murini per individuare i cambiamenti specifici delle cellule staminali muscolari o di nicchia in seguito all’aggiunta di fattori Yamanaka, il team di scienziati ha scoperto che l’aggiunta dei fattori Yamanaka, nel modello specifico della miofibra, ha accelerato la rigenerazione muscolare nei topi riducendo i livelli di una proteina chiamata Wnt4 nella nicchia, che a sua volta ha attivato le cellule satellite. Al contrario, nel modello specifico della cellula satellite, i fattori Yamanaka non hanno attivato le cellule satellite e non hanno migliorato la rigenerazione muscolare, suggerendo in questo modo che la proteina Wnt4 svolge un ruolo vitale nella rigenerazione muscolare.
Nuovi approcci per la rigenerazione tissutale
Il laboratorio del Salk Institute ha recentemente sviluppato nuove tecnologie per modificare geneticamente tali cellule che potrebbero in futuro essere utilizzate per accelerare il recupero muscolare dopo un infortunio e migliorare la funzione muscolare. I ricercatori stanno anche studiando altre metodiche per ringiovanire le cellule, compreso l’impiego di mRNA e dell’ingegneria genetica. Tutte tecniche, insomma, che potrebbero aprire l’orizzonte a nuovi approcci per aumentare la rigenerazione di tessuti e organi.
Ritornando al nostro film giapponese, la via verso la clonazione umana è ancora lunga e tormentata. Ma le premesse per arrivarci sono assolutamente positive. Intanto accontentiamoci dei risultati sull’apparato muscolare.
Giorgio Cavazzini
