Per la maggior parte dei mammiferi, la capacità di far ricrescere le parti del corpo perse è un vicolo cieco biologico. Mentre a un bambino potrebbe ricrescere la punta di un dito mozzato, o a un topo potrebbe recuperare una parte di un dito, il resto del corpo rimane incapace di tali imprese. Ciò è in netto contrasto con i “super-rigeneratori” come salamandre e stelle marine, che possono far ricrescere interi arti.
Una nuova ricerca pubblicata sulla rivista Science suggerisce che la risposta al motivo per cui i mammiferi sono limitati potrebbe non risiedere esclusivamente nel nostro DNA, ma nelle condizioni chimiche e ambientali che circondano le nostre cellule.
Il ruolo della matrice extracellulare
Uno dei principali ostacoli alla rigenerazione nei mammiferi sono le cicatrici. Nella maggior parte dei casi, quando un mammifero subisce una grave lesione, il corpo dà priorità alla rapida chiusura della ferita attraverso il tessuto cicatriziale, che blocca efficacemente qualsiasi potenziale di ricrescita.
Uno studio condotto da Byron Mui presso la Stanford University School of Medicine ha indagato sul motivo per cui la punta di un dito può ricrescere mentre il resto del dito no. I ricercatori si sono concentrati sulla matrice extracellulare, il materiale strutturale che circonda e sostiene le cellule.
- La scoperta: i topi con livelli più elevati di acido ialuronico nella matrice extracellulare sono stati in grado di far ricrescere parti delle dita in modo più efficace e con significativamente meno cicatrici.
- L’implicazione: L’acido ialuronico, una sostanza comunemente utilizzata nella cura della pelle per trattenere l’umidità, sembra svolgere un ruolo fondamentale nella creazione di un ambiente biologico favorevole alla guarigione piuttosto che alla cicatrizzazione.
Livelli di ossigeno e rilevamento cellulare
Un secondo studio ha esplorato i fattori ambientali che consentono ad alcune specie di rigenerarsi mentre altre falliscono. Confrontando i girini di rane artigliate africane (che possono rigenerare gli arti) con topi embrionali (che non possono), i ricercatori hanno identificato una connessione tra i livelli di ossigeno e la capacità rigenerativa.
Il biologo molecolare Georgios Tsissios e il suo team hanno scoperto che:
1. Gli ambienti a basso contenuto di ossigeno, simili agli habitat acquatici dei girini, hanno aiutato il tessuto embrionale del topo a guarire in modo più efficace.
2. Abbassando i livelli di ossigeno negli arti dei topi, i ricercatori sono stati in grado di innescare risposte rigenerative precoci che sono tipicamente assenti nei mammiferi.
3. Tuttavia, c’è una svolta complessa: le cellule di girino sembrano essere meno sensibili ai cambiamenti di ossigeno rispetto alle cellule di topo, suggerendo che il modo in cui una cellula percepisce il suo ambiente è importante quanto l’ambiente stesso.
Perché questo è importante per il futuro
Questi risultati rappresentano un cambiamento nel modo in cui gli scienziati si avvicinano alla medicina rigenerativa. Piuttosto che concentrarsi esclusivamente sul cambiamento dei geni, i ricercatori stanno ora cercando come manipolare l’ambiente locale di una ferita per “ingannare” le cellule dei mammiferi affinché si comportino come quelle di una salamandra.
Sebbene questi studi non abbiano ancora portato alla ricrescita di un arto completo, forniscono una tabella di marcia per le terapie future. Controllando i livelli di acido ialuronico e gestendo l’esposizione all’ossigeno, gli scienziati sperano di passare dal trattamento delle ferite semplici alla rigenerazione dei tessuti complessi.
“Come campo, il modo in cui mettiamo insieme tutti questi pezzi del puzzle porterà alla fine alla rigenerazione degli arti umani.” — Jessica Whited, Università di Harvard
Conclusione
Identificando i livelli di acido ialuronico e di ossigeno come fattori chiave della rigenerazione, questa ricerca ci avvicina alla comprensione di come aggirare le cicatrici dei mammiferi. Sebbene la ricrescita completa degli arti rimanga un obiettivo lontano, questi indizi biologici forniscono una base per future scoperte nell’ingegneria dei tessuti e nella guarigione delle ferite.
