Biologia cellulare: risolto un mistero di 40 anni

Esperimenti di laboratorio ad alta risoluzione mostrano come le cellule “mangiano” – e risolvono un problema di 40 anni nella biologia cellulare.

In nuovo studio mostra come le membrane cellulari si curvano per creare le “bocche” che consentono alle cellule di consumare le cose che le circondano.

“Proprio come le nostre abitudini alimentari sostanzialmente modellano qualsiasi cosa nel nostro corpo, il modo in cui le cellule ‘mangiano’ è importante per la loro salute“, ha affermato Comert Kural, Professore associato di fisica presso la Ohio State University e autore principale dello studio. “E gli scienziati, fino ad ora, non hanno capito i meccanismi di come cio’ accade”.

Lo studio, pubblicato di recente sulla rivista Developmental Cell, ha scoperto che la parte intercellulare di una cellula si assembla in una struttura a cesto altamente curva che alla fine si trasforma in una gabbia chiusa. Gli scienziati avevano precedentemente creduto che la struttura iniziasse come un reticolo piatto. “La curvatura della membrana è importante“, ha detto Kural: “controlla la formazione delle tasche che trasportano le sostanze dentro e fuori una cellula”. Le tasche catturano le sostanze intorno alla cellula, formandosi intorno alle sostanze extracellulari, prima di trasformarsi in vescicole, piccole sacche grandi un milionesimo di un globulo rosso. Le vescicole trasportano cose importanti per la salute di una cellula – le proteine, per esempio – nella cellula. Ma possono anche essere dirottate da agenti patogeni che possono infettare le cellule.

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Ma la domanda su come si formassero quelle sacche da membrane che in precedenza si credeva fossero piatte aveva ostacolato i ricercatori per quasi 40 anni.

“E’ stata una controversia negli studi cellulari”, ha detto Kural. “E siamo stati in grado di utilizzare l’imaging a fluorescenza a super risoluzione per osservare effettivamente la formazione di queste tasche all’interno delle cellule vive e quindi abbiamo potuto rispondere alla domanda su come vengono create. In poche parole, in contrasto con gli studi precedenti, abbiamo realizzato filmati ad alta risoluzione di cellule invece di scattare istantanee“, ha detto Kural. “I nostri esperimenti hanno rivelato che gli scaffold proteici iniziano a deformare la membrana sottostante non appena vengono reclutati nei siti di formazione delle vescicole. Ciò contrasta con le ipotesi precedenti secondo cui gli scaffold proteici di una cellula dovevano subire una riorganizzazione ad alta intensità energetica affinché la membrana si curvasse”.

Il modo in cui le cellule consumano ed espellono le vescicole gioca un ruolo chiave per gli organismi viventi. Il processo aiuta a eliminare il colesterolo cattivo dal sangue; trasmette anche segnali neurali. È noto che il processo non funzionain diverse malattie, tra cui il cancro e il morbo di Alzheimer.

“Capire l’origine e la dinamica delle vescicole legate alla membrana è importante: possono essere utilizzate per la somministrazione di farmaci per scopi medicinali ma, allo stesso tempo, possono essere dirottate da agenti patogeni come i virus per entrare e infettare le cellule“, ha spiegato Kural. “I nostri risultati contano, non solo per la nostra comprensione dei fondamenti della vita, ma anche per lo sviluppo di migliori strategie terapeutiche”.

Fonte:Developmental Cell