Solide fondamenta!

Quello appena passato è stato un decennio ricco di ricerche fantastiche! Noi di Scienziatimatti, dopo accurate riflessioni, abbiamo deciso che le aree di ricerca che più ci hanno entusiasmato negli anni ‘10 sono:


Inauguriamo il 2020 parlando dell’incontro tra fisica e biologia, la meccanobiologia, e cominciamo l’articolo con un QUIZ:

Quale tra queste due case ci sembra più solida e sicura?

La risposta può sembrarci scontata, ma se ci mettiamo nei panni di una cellula, forse la scelta diventa più difficile: una cellula non ha occhi per analizzare la situazione, quindi non vede tutto ciò che noi vediamo. La cellula può però andare ad esplorare i luoghi in cui sono costruite le due case ed utilizzare tutte le sue antenne (i recettori) per carpire il maggior numero possibile di informazioni. 

Gli Scienziatimatti di oggi studiano da anni le antenne che permettono alle cellule di capire se un terreno è rigido e solido o se è molle e sabbioso

Un tipo di recettore utilizzato per tale compito si chiama “contractile unit” (CU) ed è una struttura composta da tante proteine, non ancora tutte conosciute, assemblate insieme e collegate allo scheletro della cellula (il citoscheletro). 

Usando le CU, le cellule analizzano il terreno su cui camminano e, se il terreno è abbastanza solido, allora si riproducono (proliferano) e fanno crescere il nostro corpo. Se invece il terreno è troppo molle, le cellule capiscono che proliferare sarebbe dannoso per il corpo perché ad un certo punto tutto sprofonderebbe. Allora attivano un programma di autodistruzione chiamato anoikis (dal greco: essere senza casa).

In questo modo, solo le cellule che hanno trovato fondamenta solide contribuiscono alla nostra crescita e tutto procede per il meglio.

Gli Scienziatimatti si sono detti: ehi, ma un tumore è un ammasso di cellule che cresce senza controllo in posti in cui non le cellule non dovrebbero proliferare. Possibile che le cellule dei tumori non sappiano distinguere tra terreni solidi e molli?

Hanno preso così cellule di vari tipi di tumori e le hanno fatte crescere in laboratorio su superfici soffici o rigide, confrontandole con cellule sane. Su terreni soffici le cellule sane morivano, mentre le cellule tumorali sopravvivevano e crescevano allegramente. 

Varie cellule sono state messe su un terreno sofficissimo per vedere se crescevano o no. Le macchie scure che vediamo sono ammassi di cellule. Non c’è traccia delle cellule sane, mentre le cellule tumorali, non importa il tipo di tumore da cui sono state prese, sopravvivono tranquillamente. Le linee bianche sono lunghe 400 µm. (Da Yang et al. 2019).

I ricercatori hanno visto che a tutte le cellule tumorali analizzate mancava almeno un componente fondamentale delle CU. Reinserendo il componente mancante di ogni linea cellulare, le cellule tumorali riacquistavano la capacità di distinguere tra soffice e rigido!

Per scoprire quali proteine si celavano all’interno delle cellule, gli scienziati hanno usato una tecnica chiamata Western Blot (immagine di sinistra) che permette di separare le proteine in base al loro peso (misurato in kilo Dalton, kDa, i numeri che vediamo a sinistra). Le bande scure che vediamo sull’imagine ci dicono quanta proteina c’è dentro le cellule: più la banda è scura, più proteina c’è.
Le cellule Cos7 per esempio non hanno Myosin IIA. I ricercatori hanno reinserito Myosin IIA nelle cellule Cos7 e le hanno messe su terreni molli. Sorpresa: le cellule tumorali «corrette» morivano come le cellule sane (immagine in alto a destra)!
Le MDA-MB-231 invece non avevano la proteina Tpm e reinserire questa proteina è stato sufficiente per far morire le cellule su terreni molli (immagine in basso a destra). Le bande bianche sono lunghe 400 µm. (Da Yang et al. 2019).

E se ripristinando la capacità di distinguere tra soffice e rigido riuscissimo ad uccidere un tumore? 

Gli Scienziatimatti hanno preso le cellule tumorali in cui era stato corretto il difetto e le hanno impiantate in un modello molto semplice di organismo: un uovo.

Mentre le cellule tumorali crescevano e davano vita ad un tumore enorme, le cellule tumorali modificate non riuscivano ad attecchire e dopo pochi giorni morivano!

I ricercatori hanno aperto con attenzione un uovo di gallina (terreno molle!) e ci hanno iniettato le cellule tumorali o le cellule tumorali “corrette”. Dopo alcuni giorni per lasciare il tempo alle cellule di crescere, i ricercatori hanno guardato al microscopio se le cellule che avevano iniettato erano cresciute o no. Le cellule tumorali “corrette” non erano cresciute!! (Da Yang et al. 2019).

Adesso bisognerà riprodurre queste osservazioni nell’uomo e non sarà semplice, ma queste buone fondamenta sono un bel punto di partenza!


Qui il link alla ricerca originale: https://doi.org/10.1038/s41563-019-0507-0

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Corsa ad ostacoli contro i tumori

Pronti, partenza, via! 

Gli scienziatimatti di oggi hanno dato il via ad una corsa ad ostacoli dove le concorrenti sono cellule di tumori del seno o della pelle.

Il percorso è stato sapientemente costruito dalle mani dei ricercatori con l’intento di mimare quello che succede nel corpo umano quando una cellula si stacca dal tumore per andare a formare una metastasi. La cellula pioniera si troverà in un ambiente nuovo, lo spazio interstiziale, pieno di liane (fibre di collagene) e cunicoli contorti in cui bisogna fare le acrobazie per riuscire a muoversi. Per fortuna, nella maggior parte dei casi, la cellula resterà impantanata in questa giungla e morirà. Ma sappiamo purtroppo che le metastasi esistono, ed anzi spesso sono più pericolose dei tumori primari.

L’idea dei ricercatori è stata perciò di selezionare le cellule vincitrici della corsa ad ostacoli, quelle che nel corpo avrebbero formato delle metastasi, per capire cosa le rendeva più atletiche delle altre cellule tumorali.

1. Le cellule provano a passare attraverso dei passaggi molto stretti. 2. La cellula prova a tastare il passaggio per capire se può farcela ad attraversarlo e poi prova a strizzarsi (3), ma se il nucleo non passa, non c’è niente da fare e la cellula tornerà indietro. 4. La cellula prova a deformare il nucleo. Se il nucleo si deforma troppo, esplode e la cellula muore. Se invece il nucleo passa, allora la cellula ce l’ha fatta ed ha vinto la gara (5).
I ricercatori hanno confrontato le cellule in 1. con le cellule in 5.

Le cellule campionesse erano mediamente più piccole delle altre, cosa che spiegherebbe la loro abilità ad insinuarsi negli stretti cunicoli che erano gli ostacoli della corsa. 

Ma la dimensione della cellula non è troppo importante dal momento che una cellula può strizzarsi per passare attraverso pertugi microscopici. Invece il nucleo, il contenitore del DNA, non può essere schiacciato troppo e quindi le sue dimensioni sono in genere determinanti. Stranamente, i nuclei delle cellule super-atletiche erano di dimensioni simili a quelli delle altre cellule e, per di più, erano più rigidi, quindi meno deformabili!

Il citoscheletro (l’equivalente dei nostri tendini, muscoli ed ossa) delle cellule atlete era però molto diverso da quello delle altre cellule e questo rendeva le cellule campionesse molto più flessibili e soffici delle altre.

In bianco vediamo l’actina, un componente del citoscheletro delle cellule. In rosso una proteina chiamata FAK, un altro componente del citoscheletro. Vediamo che le cellule “atlete” (nella colonna di destra) hanno molte meno fibre bianche rispetto alle cellule nella colonna di sinistra.
La riga bianca indica una lunghezza di 5 µm. (figura adattata da Rudzka et al. 2019)

Per capire cosa causasse questa differenza, le cellule atlete sono state analizzate con una tecnica che è in grado di dirci quali geni sono accesi e quali spenti (RNA-seq). 

La serie di eventi scritta qui sotto viene chiamata il dogma della biologia perché in genere (in genere, non sempre!) funziona così: le cellule leggono il prezioso DNA nel nucleo, ne copiano delle parti sull’RNA, e spediscono gli RNA fuori dal nucleo dove servono da istruzioni per costruire le proteine.

DNA → RNA → Proteine

Gli Scienziatimatti si sono accorti così che una proteina risultava particolarmente attiva nelle cellule atlete. Questa proteina si chiama ERK ed è una vecchia conoscenza per gli oncologi; infatti è superattivata nella stragrande maggioranza dei tumori. 

Si è sempre pensato che ERK dicesse alle cellule di dividersi (proliferare), facendo così crescere i tumori. Gli scienziatimatti hanno scoperto che in più, ERK fa diventare più soffici le cellule, rendendole più brave a metastatizzare.

Spegnendo ERK nelle cellule atletiche il loro citoscheletro tornava normale e le cellule tornavano ad essere rigide nei movimenti e poco atletiche

Le cellule che ricevono la medicina in grado di spegnere il segnale di ERK tornano ad avere le fibre di actina dappertutto e la proteina FAK ai lati come le cellule non selezionate che abbiamo visto nell’immagine precedente (Rudzka et al. 2019)

Purtroppo i tumori si adattano in fretta alle terapie contro ERK ed acquisiscono delle resistenze che li rendono immuni a queste medicine. Quindi sarà necessario studiare nuovi metodi per spegnere questo segnale, ma da oggi lo si potrà fare con una certezza in più: che le nuove terapie potranno essere efficaci anche nel combattere le metastasi.



Qui il link alla ricerca originale: https://jcs.biologists.org/content/132/11/jcs224071

Piccoli alleati per combattere i tumori

Abbiamo già sentito parlare dei batteri, quegli esserini a volte patogeni (che ci fanno cioè ammalare se li incontriamo) e a volte invece innocui o addirittura utili come quelli che ci aiutano a digerire il cibo (il microbiota nell’intestino!).

Per difendersi da altri microorganismi o semplicemente come scarto del loro metabolismo, alcuni batteri producono sostanze con effetto antitumorale. In genere però ne producono in quantità minuscole, non sufficienti per eventuali terapie nell’uomo. Queste sostanze vengono quindi riprodotte in laboratorio per essere usate nelle chemioterapie (ebbene sì, tanti farmaci li abbiamo solo copiati dalla natura, non li abbiamo inventati noi!).

Un’altra caratteristica interessante dei batteri è la loro capacità innata di intrufolarsi nei tumori e di crescere al loro interno. Questo può dipendere da vari motivi, tra cui:

  • i tumori potrebbero proteggere i batteri dal nostro sistema immunitario, il quale normalmente gli da la caccia.
  • Spesso nei tumori c’è poco ossigeno e batteri anaerobi (che crescono cioè in assenza di ossigeno) potrebbero trovarvi quindi una casa accogliente.

La trovata geniale: i batteri potrebbero essere utilizzati come veicoli per trasportare farmaci dentro i tumori. Basterebbe trovare un modo per fargli produrre più sostanze antitumorali. Se questo trucco funzionasse, diventerebbe possibile produrre chemioterapici direttamente dentro il tumore, riducendo quindi gli effetti collaterali ed aumentando l’efficacia dei trattamenti.

Degli scienziati matti hanno deciso di testare questa ipotesi avvalendosi di un batterio comunissimo che non causa malattie nell’uomo: l’Escherichia coli (per gli amici, E.coli). Questo batterio genera ossido nitrico (formula chimica: NO), una sostanza capace di uccidere alcuni tipi di cellule tumorali.

Per l’incursione in territorio tumorale, gli E.coli sono stati equipaggiati con armi potenti: sono stati rivestiti di nanoparticelle che si attivano con la luce ultravioletta e rilasciano energia che può essere utilizzata dai batteri stessi per aumentare il loro metabolismo e produrre più ossido nitrico.

(A) Rappresentazione della produzione dei batteri armati di nanoparticelle. (B) Immagine al microscopio elettronico di un’E.coli (arancione) coperta di nanoparticelle (viola).
Da Zhen et al. 2018

I mini-soldati sono stati iniettati in topi malati di cancro con risultati stupefacenti: andando alla ricerca di un ambiente senza ossigeno, gli E. coli sono riusciti a penetrare proprio nel cuore del tumore, dove le chemioterapie classiche a volte non riescono ad arrivare. Da lì hanno ucciso le cellule malate a colpi di ossido nitrico!

Qui è stata usata una sostanza che emmette luce verde quando manca ossigeno (situazione detta ipossia o, in inlglese, hypoxia, che è l’opposto di normoxia). Nell’immagine vediamo che i batteri (in rosso) si accumulano solo dove manca ossigeno. Da Zhen et al. 2018.

In questo grafico possiamo vedere come il tumore abbia smesso di crescere grazie ai batteri armati (CCN@E.coli).

Sulle X vediamo il tempo che passa. Sulle Y le dimensioni del tumori. Vediamo che il tumore trattato con batteri armati (E.coli @CCN), la linea nera, non aumenta di dimensioni. Le tre stelline a destra significano che la linea rossa e la linea nera sono statisticamente diverse, cioè l’esperimento è riproducibile. Da Zhen et al. 2018.

Il rischio più grande di un simile trattamento è che il nostro corpo scopra gli E.coli e decida di attaccarli in quanto invasori. L’attacco può danneggiare anche le nostre cellule scatenando una setticemia, una grave infiammazione estesa a tutti gli organi che ci può far morire.

Nessuno dei topi trattati ha però avuto febbre, né altri segni di infiammazione. Quindi pare che i batteri scelti dai ricercatori siano abbastanza tollerati dal corpo!

Forse i lettori più attenti lo avranno già notato: il tumore purtroppo non scompare del tutto, ma già il fatto che smetta di crescere è un grande traguardo.

In ogni caso questa ricerca ci mostra ancora una volta quanti ricercatori siano impegnati nella battaglia contro il cancro e quanto la fantasia sia utile nello sviluppare nuove terapie.



Qui il link alla ricerca originale: https://rdcu.be/bqHQc

Fuuu…sion!

Le nostre cellule sono specializzate nel ricavare energia da uno zucchero, il glucosio: appena ne trovano un po’ lo digeriscono in un processo detto glicolisi dal quale ricavano 2 ATP, l’unità di misura dell’energia nel nostro corpo (un po’ come i kilowatt che usiamo per l’elettricità). Quello che resta alla fine della glicolisi viene portato ai mitocondri, gli organelli-centrali energetiche, che digeriscono questo “scarto” inserendolo nel ciclo di Krebs. Con questo ulteriore passaggio otteniamo altri 32 ATP!

I mitocondri funzionano solo se c’è ossigeno; infatti tutto il processo di produzione di energia che passa per i mitocondri è anche chiamato respirazione cellulare.

Nonostante sia estremamente conveniente usare i mitocondri (ci danno un sacco di ATP in più partendo dalla stessa quantità di nutrimento!), alcune cellule del nostro corpo a volte decidono di non usarli. Le cellule muscolari per esempio, durante uno sforzo intenso, non ricevono abbastanza ossigeno dal sangue e devono quindi accontentarsi di fare la glicolisi, generando un debito di energia che colmeranno non appena riavranno il prezioso gas.

I tumori usano molta più energia delle cellule sane perché si dividono molto più velocemente. Eppure sembra che le cellule tumorali decidano di fermarsi alla glicolisi, ricavando così meno energia dal glucosio, il ché le costringe a mangiarsi quantità molto più elevate di glucosio rispetto alle cellule sane.

Questo apparente paradosso (abbiamo già visto altri paradossi!) è conosciuto come Effetto Warburg dal nome del medico che lo ha descritto per primo.

La famosa PET è un esame che si basa proprio sull’effetto Warburg e permette di trovare tumori e metastasi semplicemente cercando le cellule che si mangiano più glucosio del dovuto.

Warburg ipotizzò che i tumori si fermassero alla glicolisi per via di carenze di ossigeno o per difetti ai mitocondri. Oggi sappiamo che in realtà le cellule tumorali spesso hanno ossigeno a disposizione e mitocondri sani, pertanto non interrompono il ciclo di Krebs, anzi, ne fanno di più! La glicolisi però aumenta in maniera più drastica, generando un accumulo di prodotti intermedi che i mitocondri non hanno tempo di usare.

I ricercatori del nostro articolo odierno hanno osservato che cellule in procinto di dividersi (le cellule tumorali, per esempio) hanno mitocondri più grandi di cellule che non si dividono.


A sinistra, foto di cellule in cui i mitocondri sono stati colorati in rosso ed i nuclei in blu. Negli ingrandimenti dentro i riquadri bianchi vediamo che i mitocondri di cellule in proliferazione diventano più lunghi. La linea bianca in basso corrisponde a 20 μm. Per avere una risoluzione maggiore (stavolta la linea bianca corrisponde ad 1 μm!) , le stesse cellule sono state osservate con un microscopio elettronico (immagini a destra) e di nuovo vediamo che i mitocondri (i fagioli indicati dalle frecce gialle) sono più grandi nelle cellule in divisione.

È noto che i mitocondri possono fondersi tra di loro diventando più grandi, probabilmente per produrre più energia. Gli scienziati hanno allora provato ad impedire la fusione dei mitocondri e… sorpresa: la proliferazione delle cellule diminuiva nonostante una aumentata produzione di energia!

Com’è possibile?

Abbiamo detto che i mitocondri usano ossigeno. Ogni volta che si maneggia ossigeno si finisce inevitabilmente per produrre delle sostanze pericolose: i radicali liberi. I mitocondri però sono delle centrali niente male ed hanno dei protocolli per smaltire le scorie pericolose.

Guardando alla capacità di smaltimento delle scorie, i nostri eroi hanno scoperto che mitocondri più grandi sono più bravi a smaltire i radicali liberi.


L’idea dei ricercatori è la seguente: quando c’è bisogno di tanta energia e quindi i mitocondri lavorano tanto, questi si fondono per contrastare l’aumento di radicali liberi. Se si blocca la fusione mitocondriale, la cellula produce sì tanta energia, ma accumula tanti radicali liberi e quindi si fa del male da sola.

Si tratta perciò di un equilibrio: la cellula vuole produrre energia in maniera efficiente nei mitocondri, ma ciò comporta un accumulo di scorie. Quindi troppa respirazione cellulare può essere dannosa e la fusione mitocondriale potrebbe essere un nuovo tallone d’Achille dei tumori!


Qui il link alla ricerca originale: https://elifesciences.org/articles/41351

Il senso del tatto delle cellule

Abbiamo già visto qui che le cellule possono leggere le proprietà fisiche del loro habitat.
Come? Proviamo a toccare un oggetto. Nell istante in cui le nostre dita lo sfiorano, il nostro cervello elabora informazioni circa la sua temperatura, consistenza (rigido o soffice), fattezza (liscio o rugoso) ed altro ancora. Questo grazie ad una miriade di sensori tattili presenti sulle nostre dita che trasformano l’informazione in un segnale biochimico o elettrico interpretabile dal cervello.
Anche le cellule hanno dei sensori sulla loro pelle (la membrana plasmatica) che convertono gli stimoli in segnali biochimici o elettrici.
Quando si parla di segnali bisogna capire due cose:

  • Come si attiva il segnale? Ogni sensore è attivato da uno stimolo diverso (temperatura, rigidità, …).
  • Come si spegne il segnale? I sensori vengono portati all’interno della cellula tramite un processo chiamato endocitosi. Dato che lo stimolo attivatore è fuori dalla cellula, portando dentro il sensore fermerò il segnale!

L’articolo di oggi è un lavoro di un autore del blog e parla di come le cellule possono interpretare la rigidità!
I sensori incaricati di “leggere la rigidità” sono le integrine, proteine transmembrana, che spuntano un po’ all’interno e un po’ all’esterno della cellula. Le integrine toccano tutto quello che sta intorno alla cellula e quando trovano una cosa che gli piace, ci si aggrappano. Parte il segnale. La cellula prova a spegnerlo facendo rientrare l’integrina tramite endocitosi. Una proteina flessibile, la clatrina, si attacca alla membrana plasmatica piegandola verso l’interno. Vediamo due scenari possibili:

  • Superficie rigida: le integrine arrivano in massa, si aggrappano con tutta la loro forza e riescono a contrastare le clatrine che arrivano sempre più numerose. Si crea una placca di clatrina, un pezzo di membrana che non ce la fa a curvarsi e resta piatto. Altri sensori arrivano sulla placca convinti di venire endocitati, ma invece restano lì, accesi. Tra questi c’è il recettore del fattore di crescita EGF (EGFR) che quando è acceso dice alla cellula di proliferare. Molti tumori insorgono perché il segnale di EGFR non viene spento e le placche di clatrina potrebbero essere uno dei tanti modi che i tumori usano per lasciare acceso EGFR.
  • Superficie soffice: le integrine si aggrappano alla superficie esterna, ma la clatrina tira e la superficie esterna si piega fino a spezzarsi. L’integrina finirà col trovarsi dentro una bolla completamente ripiegata verso l’interno della cellula. La clatrina ha vinto, l’integrina viene endocitata.

modello

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A sinistra, una cellula su una superficie rigida. Le grosse macchie bianche sono placche di clatrina. A destra, una cellula su una superficie soffice. Ogni puntino che scompare coincide con un evento di endocitosi (la clatrina che vince).

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Le stesse cellule del video qua sopra (sinistra: superficie rigida; destra: superficie soffice) osservate al microscopio elettronico. Le placche di clatrina sono state colorate in giallo.

Le placche di clatrina non hanno però un ruolo puramente malvagio. Le cellule dell’osso vivono in un ambiente molto rigido ed infatti hanno le placche di clatrina, ma hanno imparato ad usarle per i loro scopi, senza necessariamente trasformarsi in tumori. Altre cellule invece (nel fegato, per esempio) passano tutto il tempo in ambienti soffici e se la rigidità del loro ambiente aumenta, formano placche di clatrina che inviano segnali di proliferazione. Se le cellule non imparano a controllare tali segnali, si può creare un tumore.
Capire come controllare le placche di clatrina potrebbe darci nuove armi per combattere i tumori e con questo lavoro speriamo di aver stimolato la curiosità dei ricercatori nei confronti di queste strutture 🙂


Qui il link alla ricerca originale: https://rdcu.be/ba6RO

Il mistero della memoria delle cellule

La biologia e la fisica si stanno avvicinando sempre di più l’una all’altra e, come succede ogni volta che due realtà diverse si mescolano, da questo incontro stanno nascendo cose straordinarie.

Fino a pochi anni fa i biologi se ne stavano a guardare cosa succedeva alle loro cellule, mentre i fisici nel laboratorio accanto studiavano le proprietà dei materiali come rigidità, elasticità, resistenza alla pressione, eccetera. Poi un giorno, uno scienziato distratto è entrato nel laboratorio sbagliato e si è accorto che le cellule erano in grado di rispondere a cambiamenti delle caratteristiche fisiche dell’ambiente che le circondava! Era nata la meccanobiologia (o biofisica).

Una delle proprietà dei materiali più studiate nella meccanobiologia è la rigidità. Le cellule del nostro corpo sono spesso sottoposte a cambiamenti di rigidità. Per esempio i tumori solidi sono sempre più rigidi del tessuto sano dal quale derivano. Se ci pensiamo, il tristemente famoso tumore al seno è inizialmente individuato come una massa dura al tatto. Non si sa ancora esattamente come fanno, ma le cellule che “sentono” un aumento di rigidità nell’ambiente che le circonda iniziano a riprodursi (proliferare) ed a spostarsi più velocemente. Lo spostamento delle cellule, detto migrazione, è alla base della disseminazione delle metastasi.

L’articolo di oggi parla di rigidità ed è particolare perché propone un concetto che potrebbe sembrare pseudoscientifico, ma che è reale e misurabile, seppure non sia ancora totalmente spiegabile.

L’idea: è possibile che le cellule si ricordino delle proprietà fisiche dell’ambiente in cui sono state e si comportino di conseguenza?

Per esempio: una cellula tumorale si trova in un habitat rigido. Una cellula che migra lontano dal tumore però sarà di nuovo in un ambiente soffice. Pur essendo in un ambiente soffice, la cellula fuggiasca potrebbe continuare a spostarsi velocemente visto che si è allenata in una zona rigida e magari le metastasi potrebbero venire fuori dalle cellule fuggiasce più allenate.

La risposta: ! Le cellule che sono state addestrate in uno spazio rigido si muovono più velocemente delle cellule senza addestramento.

Questa immagine è stata creata seguendo per 3 giorni la migrazione di un gruppo di cellule.

Picture2

A velocità crescenti delle cellule corrispondono sfumature via via più accese di rosso. Nella colonna di destra ci sono le cellule addestrate alla rigidità (stiff priming) e, anche senza capire perfettamente l’immagine, si vede subito che a destra c’è più rosso che a sinistra.

Non è chiaro come facciano le cellule a ricordarsi di questo addestramento.

Gli autori propongono che c’entri qualcosa una proteina chiamata YAP, già nota ai meccanobiologi perché necessaria alle cellule per interpretare la rigidità del loro habitat. YAP si accende in spazi rigidi, ma si spegne rapidamente non appena la cellula arriva in uno spazio soffice. Quindi YAP non può essere la sola spiegazione di questo effetto memoria delle cellule che per ora resta un intrigante mistero!


Qui il link alla ricerca originale:

10.1016/j.biomaterials.2017.09.012

P.s. Come abbiamo già scritto in passato, non consigliamo affatto di usare sci-hub per accedere gratuitamente alle ricerche!  😉

Elefanti e zombie per combattere i tumori

Più o meno tutti abbiamo sentito dire che i tumori sono causati da mutazioni nelle istruzioni delle nostre cellule (il DNA). Quando una cellula decide di sdoppiarsi per dare origine a due cellule figlie, deve creare una copia del DNA. Come un monaco benedettino, la cellula copia una ad una le lettere del suo libretto di istruzioni, ma, proprio come succedeva ai monaci benedettini, ogni tanto ci scappa un errore. Ecco che a volte questo errore può essere grave al punto da causare un tumore.

Quand’è che una cellula deve sdoppiarsi, o meglio, dividersi? Quando cresciamo, quando ripariamo ferite, quando facciamo “ordinaria manutenzione” dei nostri tessuti, … in poche parole più si cresce (stiamo parlando proprio di crescere di dimensioni) e più si invecchia, più divisioni faranno le nostre cellule.

Se ad ogni divisione cellulare c’è il rischio di creare errori nel DNA, e se è vero che 2 più 2 fa 4, allora più si cresce, più si invecchia e maggiore è il rischio di avere tumori. Matematicamente logico, vero? E invece NO! O meglio: biologicamente NI!

Quanto detto è vero in parte: statisticamente, persone più alte (fatte quindi da più cellule) avranno un rischio maggiore di sviluppare tumori rispetto a chi è di bassa statura (non tutti gli spilungoni svilupperanno un tumore, eh! È un’osservazione fatta sui grandi numeri). Sempre statisticamente, i bambini sviluppano meno tumori degli anziani, in quanto le cellule che compongono il loro corpo si sono divise meno volte.

Ma… E qui viene il bello della ricerca che presentiamo oggi… se è vero che più si cresce e più si rischia di avere tumori, allora grandi animali come gli elefanti dovrebbero avere tumori ovunque! Eppure gli elefanti sono straordinariamente refrattari a sviluppare tumori! Com’è possibile? Questo fenomeno è conosciuto come il paradosso di Peto, dal primo studioso che lo ha descritto.

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I ricercatori sono andati a leggersi i libretti d’istruzioni delle cellule di elefante ed hanno scoperto una sequenza di lettere (un gene) che nell’uomo è stata in qualche modo dimenticata. Questo gene, chiamato LIF6, spiega alla cellula come costruire una proteina che provocherà la morte della cellula stessa (processo detto apoptosi). Gli elefanti normalmente tengono spento il gene, che si attiva però se il DNA di una cellula viene danneggiato così da eliminare sul nascere cellule pericolose.

Nell’uomo esistono meccanismi simili per uccidere le cellule difettose, ma questo particolare gene LIF6 è stato spento nel corso dell’evoluzione. Attenzione però! Il gene è ancora scritto nel nostro libretto di istruzioni. Semplicemente è nascosto e le nostre cellule non possono più andarselo a leggere liberamente. Si parla quindi di pseudogene o gene zombie. Chissà se in futuro si riuscirà a sfruttare anche nell’uomo la potenzialità di questo meccanismo degli elefanti.

Un bravo a questi ricercatori che hanno davvero saputo pensare fuori dal vaso (nel vaso non ce li avrebbero mai trovati gli elefanti!) e percorrere vie non battute nella lotta ai tumori!


Qui il link alla ricerca originale: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.07.042

Tricheco

P.S. se a qualcuno non piacessero gli elefanti, i ricercatori hanno trovato lo stesso gene e lo stesso meccanismo anche nei trichechi 🙂