Immagine, l’immagine composita mostra le istantanee del midgut posteriore di un intestino adulto di Drosophila in cui l’etichettatura combinata dei nuclei delle cellule, delle membrane cellulari e delle cellule staminali descrive l’organizzazione regolare dell’epitelio intestinale che si rinnova durante tutta la vita dell’organismo. Credito: Juliane Mundorf, Mirka Uhlirova.
Una nuova ricerca ha evidenziato l’esistenza di meccanismi di trade-off tra resilienza allo stress e longevità.
La sopravvivenza e la forma fisica degli organismi multicellulari sono strettamente associate alla loro capacità di rinnovare i loro tessuti. Ciò è particolarmente importante per i tessuti che sono permanentemente esposti e sfidati dall’ambiente esterno, come l’epitelio, che allinea il tratto digestivo.
Ricercatori guidati dal Professor Dr. Mirka Uhlirova della CECAD, il Cluster of Excellence for Aging Research dell’Università di Colonia, hanno collaborato con il laboratorio del Dr. Tony Southall dell’Imperial College di Londra per identificare il fattore di trascrizione Ets21c come regolatore vitale del programma rigenerativo nell’intestino adulto della mosca della frutta Drosophila.
I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Cell Reports.
Anche se è principalmente coinvolto nell’assorbimento e nella digestione dei nutrienti, l’epitelio intestinale funge anche da barriera selettiva che limita il passaggio di agenti patogeni e sostanze tossiche. Il rinnovamento dell’intestino è ottenuto da cellule staminali che proliferano e si differenziano per mantenere l’integrità e le funzioni del tessuto nel corso della vita di un organismo.
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Al contrario, i malfunzionamenti delle cellule staminali sono stati collegati alla degenerazione del tessuto o allo sviluppo del cancro. La nuova ricerca contribuisce a una migliore comprensione delle basi molecolari dei processi rigenerativi in condizioni favorevoli e di stress. I fattori di trascrizione sono proteine che si legano direttamente al DNA e regolano l’espressione di informazioni genetiche specifiche. Il fattore di trascrizione Ets21c è stato ripetutamente trovato sovraregolato in risposta a stress, infezione batterica e invecchiamento. Tuttavia, il significato biologico della sua induzione è rimasto un enigma. La Dott.ssa Juliane Mundorf e i suoi colleghi dei laboratori Uhlirova e Southall hanno quindi deciso di sfruttare la suscettibilità genetica del modello Drosophila per disattivare la funzione di Ets21c sia nell’intera ansa, sia specificamente nello stelo o cellule differenziate dell’epitelio intestinale. Sorprendentemente, le mosche prive di Ets21c si sono sviluppate normalmente e sono sopravvissute ai controlli se mantenute in condizioni non stressate, ovvero alloggiate in un ambiente pulito e alimentate regolarmente.
Combinando gli approcci genetici e genome-wide, gli autori dimostrano che Ets21c promuove il rinnovamento dell’epitelio intestinale regolando uno specifico set di geni target che coordinano la proliferazione delle cellule staminali intestinali e l’eliminazione delle cellule mature di assorbimento. Tuttavia, l’attività Ets21c deve essere strettamente controllata. Mentre la sua perdita rallenta il rinnovamento epiteliale, che potrebbe essere benefico per la durata della vita, rende le mosche vulnerabili allo stress, poiché non possono rigenerare il tessuto danneggiato. Troppo Ets21c, d’altra parte, accelera il ricambio del tessuto, con conseguente crescita eccessiva e invecchiamento precoce.
È importante sottolineare che il fattore di trascrizione Ets21c e la rete di segnalazione in cui opera, sono conservati evolutivamente dalle mosche ai mammiferi. I percorsi di segnalazione dello stress in cui sono coinvolti i fattori di trascrizione di tipo Ets possano governare il rinnovo nei tessuti epiteliali umani.
Negli studi futuri , i ricercatori vogliono concentrarsi sui meccanismi che controllano i livelli Ets21c e l’attività e affrontare se i tessuti diversi dall’intestino richiedono la funzione Ets21c per la loro manutenzione e le risposte allo stress.
Fonte, Cell Reports
