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Le cellule staminali intestinali mantengono un sottile equilibrio tra due potenziali forme: rimanere come cellule staminali o svilupparsi in cellule epiteliali intestinali. In un nuovo studio, i ricercatori della Tokyo Medical and Dental University (TMDU) hanno scoperto un nuovo meccanismo molecolare che regola questo equilibrio e preserva la staminalità delle cellule staminali intestinali, ovvero la loro capacità di svilupparsi in qualsiasi tipo di cellula epiteliale intestinale.
Il rivestimento interno dell’intestino, l’epitelio intestinale, garantisce un’adeguata digestione e adsorbimento dei nutrienti. È costituito da diversi tipi di cellule, che svolgono tutte una funzione specifica. Le cellule staminali intestinali garantiscono il corretto funzionamento dell’intestino, che richiede di sostituire costantemente le cellule vecchie e danneggiate con cellule giovani sviluppandosi o differenziandosi in uno dei diversi tipi di cellule epiteliali intestinali quando necessario. Poiché c’è una domanda costante di nuove cellule, le cellule staminali intestinali hanno la capacità di auto-rinnovarsi, fornendo così anche un apporto costante di cellule staminali. Tuttavia, poco si sa sui meccanismi che regolano questo equilibrio tra autorinnovamento e differenziazione.
“Proprio come qualsiasi altro tipo di cellula staminale, le cellule staminali intestinali hanno la capacità di differenziarsi in qualsiasi cellula all’interno del loro lignaggio”, ha detto l’autore corrispondente dello studio Toshiaki Ohteki, Ph.D. “Ma devono farlo in modo regolamentato, differenziando solo quando necessario. L’obiettivo del nostro studio era comprendere il meccanismo di regolazione che preserva lo stemness delle cellule staminali intestinali “.
Per raggiungere il loro obiettivo, Taku Sato, Ph.D., uno dei principali contributori di questo progetto e i collaboratori si sono concentrati su un percorso di segnalazione molecolare che avevano precedentemente dimostrato di preservare la staminalità delle cellule staminali ematopoietiche (HSC) che danno origine alle cellule del sangue.
Gli interferoni sono molecole che si producono soprattutto durante le infezioni virali e batteriche, ma più recentemente è stato anche dimostrato che sono presenti anche in assenza di infezioni per regolare vari processi biologici. In entrambi i casi, gli interferoni inducono l’espressione di determinati geni, un processo regolato dal fattore di regolazione dell’interferone proteico-2 (IRF2) per garantire che le azioni degli interferoni siano bilanciate. Nel caso delle HSC, IRF2 si è rivelato un fattore critico per la loro radice.
In questo studio, i ricercatori hanno scoperto che IRF2 è prodotto in tutto l’epitelio intestinale e che i topi con deficit di IRF2 avevano una struttura anatomica normale durante l’omeostasi (assenza di un’infezione o qualsiasi altro fattore dannoso). Tuttavia, in presenza di 5-fluorouracile, che è noto per danneggiare l’epitelio intestinale, i topi normali erano in grado di rigenerarsi completamente, ma i topi carenti di IRF2 hanno mostrato una risposta rigenerativa smussata, indicando che le cellule staminali intestinali non erano in grado di funzionare correttamente in assenza di IRF2. È interessante notare che le cellule immature di Paneth, che sono cellule secretorie specializzate, erano molto abbondanti nei topi con deficit di IRF2. I ricercatori hanno avuto lo stesso esito nei topi normali esposti al virus della coriomeningite linfocitica (LCMV), che causa l’infezione cronica.
“Questi sono risultati sorprendenti che mostrano come un eccesso di segnalazione dell’interferone in assenza di IRF2 comprometta la capacità di auto-rinnovarsi e dirige le cellule staminali intestinali verso il lignaggio delle cellule secretorie. I nostri risultati forniscono nuove informazioni sulla biologia delle cellule staminali intestinali e mostrano che la segnalazione regolata dell’interferone è un mezzo per preservare la staminalità delle cellule staminali intestinali “, ha detto il Professor Ohteki.
Fonte: Stem Cells
