Inibire mTOR aumenta il potenziale rigenerativo delle cellule staminali adulte

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Immagine: nell’immagine in alto, un epitelio tracheale dopo un round di rigenerazione e nella foto in basso, un epitelio tracheale dopo 3 cicli di rigenerazione. Le cellule staminali sono verdi (contrassegnate con una colorazione Trp63). I nuclei sono blu (contrassegnati con DAPI). Credit: Samantha Haller.

Le cellule staminali adulte ricostituiscono le cellule morenti e rigenerano i tessuti danneggiati nel corso della nostra vita. Mentre invecchiamo, perdiamo molte cellule staminali, insieme alla loro capacità rigenerativa.

Lavorando su mosche e topi, i ricercatori del Buck Institute hanno scoperto che mTOR, un percorso di sensing dei nutrienti che è fondamentale per il processo di invecchiamento, guida la perdita delle cellule staminali adulte. Grazie al trattamento con la rapamicina anti-mTOR, i ricercatpri sono riusciti a prevenire la perdita di cellule staminali legate all’età, nella trachea di topo.

La ricerca è stata pubblicata dalla rivista Cell Stem Cell.

Nella maggior parte dei nostri tessuti, le cellule staminali adulte si trovano in uno stato “tranquillo”, pronte per essere attivate in caso di infezioni o lesioni. In risposta alle lesioni, tuttavia, le cellule staminali devono essere in grado di dividersi rapidamente per generare cellule figlie che si differenziano in cellule che riparano il tessuto. Questa divisione deve essere “asimmetrica”, il che significa che solo una delle due cellule generate durante la divisione delle cellule staminali continua a differenziarsi, mentre l’altra cellula rimane una cellula staminale.

( Vedi anche: Il destino delle cellule staminali: ossa o grasso?).

Il Professor Heinrich Jasper, ha riferito che la ricerca precedente ha dimostrato che mTOR deve essere mantenuto a un livello basso per preservare le cellule staminali in uno stato silenzioso e prevenirne la differenziazione. Ma in questo studio, i ricercatori hanno scoperto che il segnale mTOR viene attivato in molti tipi di cellule staminali quando sono impegnate in una risposta rigenerativa.

Jasper, che ora è uno scienziato dello staff della Genentech, afferma che questa attivazione è importante per la riparazione rapida dei tessuti, ma allo stesso tempo aumenta anche la probabilità che le cellule staminali si differenziano, perdendo così il loro stato di cellule staminali. Jasper sostiene che questa perdita – in questo caso nell’intestino crasso, nei muscoli del topo e nella trachea di topo – è particolarmente diffusa quando il tessuto è sottoposto a una pressione di rigenerazione intensa o cronica, che si verifica in risposta a infezioni o altri traumi al tessuto. Durante l’invecchiamento, l’attivazione ripetuta o cronica della segnalazione TOR contribuisce alla graduale perdita di cellule staminali. Di conseguenza, eseguendo interventi genetici o farmacologici per limitare l’attività di mTOR in modo cronico, i ricercatori sono stati in grado di prevenire o annullare la perdita di cellule staminali nelle trachee e nei muscoli dei topi anziani.

“Si tratta di mantenere un equilibrio tra rinnovamento e differenziazione delle cellule staminali“, ha affermato Jasper. “È facile vedere come una perdita di cellule staminali adulte possa maturare nel corso della vita e accelerare con l’invecchiamento. Siamo entusiasti di avere un mezzo per salvare le cellule staminali, aumentando la loro capacità di mantenere i tessuti sani”.

Il lavoro al Buck Institute, guidato dalla collega postdottorato Samantha Haller, è iniziato nell’intestino dei moscerini della frutta e si è trasferito alla trachea di topo – tessuti che condividono molte somiglianze. Gli esperimenti che coinvolgono i muscoli del topo sono stati realizzati presso la Stanford University. Presso il Buck Institute, i topi sono stati sottoposti a diversi regimi di trattamento con la rapamicina, a partire da diverse fasi della loro vita. Jasper sostiene che la rapamicina è stata in grado di salvare le cellule staminali anche se somministrate a topi a partire dai 15 mesi di età – l’equivalente umano di 50 anni di età..

mTOR può essere regolato da una serie di stimoli e ora i ricercatori stanno cercando di capire meglio come l’attività di questa via di segnalazione sia controllata nelle cellule staminali.

“C’è un aumento cronico di TOR per tutta la vita o l’attivazione è più forte negli animali anziani? Cosa succede a valle di TOR?”.

I ricercatori del Buck stanno testando anche gli omologhi della rapamicina che sono più specificatamente diretti al Complesso TOR 1 – un complesso chiave contenente TOR che regola la crescita cellulare e il metabolismo in tutti gli organismi complessi.

Fonte: Cell

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