Come una cellula sceglie di diventare “cellula T”

Come una cellula sceglie di diventare “cellula T” ?

I destini di varie cellule del nostro corpo -se ad esempio diventano pelle o un altro tipo di tessuto-,  sono controllati da interruttori genetici. In un nuovo studio, gli scienziati del Caltech (California Institute of Technology) hanno indagato l’interruttore delle cellule T, che sono le cellule immunitarie prodotte nel timo che distruggono le cellule infette da virus e tumori.

I ricercatori hanno cercato di scoprire come le cellule fanno la scelta di diventare cellule T.

“Sappiamo già che un interruttore genetico induce le cellule ad impegnarsi a diventare cellule T, ma abbiamo voluto capire che cosa permette a questo interruttore di attivarsi“,  dice Hao Yuan Kueh, uno studioso di post-dottorato al Caltech e autore principale dello studio pubblicato in Nature Immunology il 4 luglio.

Lo studio ha trovato che un gruppo di quattro proteine, proteine specificamente DNA-binding note come fattori di trascrizione, lavorano su più livelli per controllare l’interruttore genetico delle cellule T in una serie di fasi. Questa è stata una sorpresa, perché i fattori di trascrizione sono ampiamente noti per lavorare in un simultaneo in modo da collaborare per regolare i geni.

I risultati di questa ricerca possono, in ultima analisi, consentire di aumentare la popolazione di cellule T di una persona, con potenziali applicazioni nella lotta contro diverse malattie, tra cui l’AIDS, che infetta le cellule T mature.

“In passato, si è pensato che la regolazione genica combinatoria coinvolgesse tutti i fattori di trascrizione necessari, nello stesso momento“, dice Kueh che lavora nel laboratorio di Ellen Rothenberg insieme ad Albert Billings Ruddock Professore di Biologia del Caltech. ” Questo era particolarmente vero nel caso dell’ interruttore genetico impegnato nelle cellule T. Si credeva che il quorum dei fattori che lavorano contemporaneamente era necessario per assicurare che il gene sarebbe stato espresso solo nel tipo di cellula giusta“.

Gli autori riportano che una chiave della loro scoperta è l’ imaging delle cellule vive, in tempo reale. Essi hanno geneticamente modificato le cellule di topo in modo che un gene chiamato Bcl11b-l’interruttore chiave delle cellule T- potesse esprimere una proteina fluorescente in aggiunta alla propria proteina Bcl11b. Ciò ha portato le cellule di topo a brillare quando il gene Bcl11b è stato attivato. Monitorando come i diversi fattori di trascrizione, o proteine, hanno colpito l’attivazione di questo interruttore genetico nelle singole cellule, i ricercatori sono stati in grado di isolare i ruoli distinti delle proteine.

I risultati hanno mostrato che quattro proteine lavorano insieme in tre distinte fasi che cainvolgono l’interruttore delle cellule T.

Kueh dice di pensare al processo come una squadra di persone che lavorano insieme per mantenere una luce accesa. Le prime due proteine nella catena (TCF1 e GATA3) aprono una porta dove è alloggiato l’interruttore principale, mentre le altre proteine (Notch) accendono essenzialmente la luce e una quarta proteina (Runx1) controlla l’ampiezza del segnale.

“Abbiamo identificato il contributo di quattro regolatori di Bcl11b, che sono tutti necessari per l’attivazione del gene, ma svolgono funzioni sorprendentemente diverse per consentire ad esso di rimanere attivo“, dice Rothenberg. “E’ interessante notare che il gene ha ancora bisogno del quorum di fattori di trascrizione, ma abbiamo ora trovato che ha anche bisogno che essi possano lavorare nel giusto ordine”.

Un membro del team Kenneth Ng, uno studente in visita dalla California Polytechnic State University, dice di essere stato sorpreso da quanti dettagli si potevano conoscere della regolazione genica utilizzando l’imaging delle cellule dal vivo.

“Avevo letto su questo processo nei libri di testo, ma in questo studio abbiamo potuto individuare quali sono le proteine realmente impegnante nella scelta di una cellula di diventare cellula T” dice Kenneth.

Il passo successivo della ricerca è di indagare esattamente su come l’interruttore genetico stesso della cellula T funziona.

Kueh dice: ” Dobbiamo “svitare i pannelli” dell’interruttore e capire cosa sta succedendo fisicamente nel materiale cromosomico intorno al gene Bcl11b “.

Fonte: Nature Immunology