Immagine, questa figura mostra come la poliploidizzazione dei cardiomiociti e la proliferazione dei progenitori riparino le lesioni cardiache acute nei neonati, nei giovani mammiferi e negli adulti. Credit: Lazzeri et al./Trends in Molecular Medicine.
Sebbene il fallimento dell’organo possa essere fatale, i tuoi reni, cuore e fegato sono preparati per questa catastrofe. La ricerca emergente supporta la scoperta che due popolazioni cellulari rispondono rapidamente e lavorano insieme per ripristinare un organo non funzionante o inefficace. In primo luogo, le cellule sopravvissute vanno in overdrive, lavorando per mantenere l’organo funzionante, mentre le cellule staminali sostituiscono il tessuto danneggiato.
Una recensione pubblicata il 29 marzo sulla rivista Trends in Molecular Medicine esplora come questa duplice risposta possa salvare delle vite.
“Quando il tessuto viene danneggiato, le cellule si dividono per sostituirlo, ma il processo di divisione cellulare in cellule specializzate impedisce alla cellula di svolgere i suoi normali compiti, in situazioni in cui un organo sta fallendo, il che significa che l’organo non funziona correttamente e il tuo corpo non può permettersi che molte cellule smettano di funzionare “, afferma Paola Romagnani, Professore di nefrologia presso l’Ospedale pediatrico universitario Meyer di Firenze. “Fino a poco tempo fa, si riteneva che il recupero funzionale dopo l’infortunio fosse una conseguenza della rigenerazione che coinvolge tutte le cellule specializzate semplicemente ignorando che tali divisioni cellulari implicherebbero un ulteriore declino potenzialmente fatale della funzione degli organi residui”.
Questa idea è cambiato quando è stato realizzato che ci sono in effetti due tipi di cellule che reagiscono al fallimento di un organo . “La maggior parte delle cellule di un organo sono cellule altamente specializzate che hanno perso la capacità di divisione cellulare, ma che possono migliorare la loro capacità lavorativa, mentre una minoranza di cellule non è programmata, come una cellula staminale e può dividersi in modo efficiente “, dice Romagnani. “Armati di questa conoscenza, volevamo capire come i due processi lavorassero insieme per aiutare un organo a riprendersi dal fallimento“.
Poiché le cellule di organi specializzati come cuore, reni o fegato sono programmate per svolgere compiti specifici, solo le cellule staminali sono in grado di dividersi e sostituire rapidamente i tessuti danneggiati. “La pelle, ad esempio, svolge la stessa funzione ovunque sia, il che rende la divisione cellulare rapida un modo efficace per riparare il danno alla pelle. La replica indiscriminata del tessuto organico degli organi, tuttavia, ridurrebbe la salute di un organo più di quanto sarebbe di aiuto“, dice la ricercatrice.
“Questo è il motivo per cui la cooperazione tra i due tipi di cellule è così importante: la cellula specializzata replicherà il suo DNA, ma non si dividerà, un processo noto come endoreplicazione: facendo così, la cellula è ancora in grado di funzionare e fare il lavoro delle cellule che sono morte “, dice Romagnani. “Allo stesso tempo, o poco dopo che le cellule si sono endoreplicate, hai le cellule staminali che si dividono rapidamente per ricostituire il tessuto perduto”.
Durante lo studio di questa interazione, Romagnani e il suo team hanno scoperto che alcuni organi si basano più pesantemente su una tecnica rispetto all’altra. “Il cuore tende ad avere densità più piccole di cellule staminali rispetto al fegato, ad esempio, il che significa che il cuore risponde all’insufficienza di organi in gran parte con endoreplicazione di cellule specializzate e in misura minore con la rigenerazione cellulare“, dice. “Nel fegato, la rigenerazione cellulare avverrà più facilmente, ma a prescindere dalla reazione dominante, entrambe le risposte svolgono ruoli critici in entrambi gli organi”.
Ci sono anche compromessi tra le due risposte di recupero, che hanno implicazioni per lo sviluppo di farmaci che possono incoraggiare una risposta rispetto all’altra. “L’endoreplicazione è un modo per aumentare rapidamente le dimensioni e le funzioni delle cellule che subiscono l’ipertrofia, il che è ottimo nel breve termine perché può salvare una vita”, dice Romagnani. “Ma a lungo andare, avere un’alta percentuale di cellule in questo stato può causare disfunzioni croniche d’organo a causa della rottura dei tessuti”.
Nel caso della divisione cellulare nelle cellule staminali, la resistenza del tessuto è migliore a lungo termine, ma c’è anche la possibilità di sviluppare il cancro nell’organo interessato. “Quando hai un numero elevato di cellule che sono efficienti nel dividersi, hai un rischio maggiore di cancro”, dice la ricercatrice. “Questi importanti compromessi sono probabilmente il motivo per cui esistono entrambi i metodi e perché è così importante per loro essere bilanciati”.
Andando avanti, Romagnani e i suoi colleghi sono interessati ad applicare queste informazioni allo sviluppo di trattamenti per l’insufficienza acuta d’organo.
“Comprendere il ruolo dell’endoreplicazione in coordinazione con la replicazione cellulare in ogni organo è davvero importante: i ricercatori devono sapere che ci sono due meccanismi in corso e che dobbiamo prenderli di mira separatamente. Al momento non disponiamo di farmaci specifici per l’insufficienza acuta di organi, perché fino ad ora, cercare di trovare una soluzione era assolutamente impossibile, ora possiamo fare il passo successivo”.
Fonte, Mediclxpress
