Le cellule ciliate hanno un ruolo nella pancreatite

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Immagine: cellule trapuntate nella pancreatite (rosse, microvilli e actina) nel pancreas ferito (verde); nuclei (blu). Credito: Salk Institute.

L’infiammazione persistente del pancreas (pancreatite cronica) è un noto fattore di rischio per lo sviluppo del cancro del pancreas, il terzo tumore negli Stati Uniti. Le cellule ciliate – cellule sensibili ai cambiamenti chimici (chemosensoriali) tipicamente presenti nell’intestino e nel tratto respiratorio – erano state precedentemente scoperte nel pancreas, ma la loro funzione è rimasta in gran parte un mistero. Ora, un team di scienziati Salk guidati dal Prof. Geoffrey Wahl e dalla scienziata dello staff Kathleen Del Giorno ha scoperto la formazione di cellule ciliate durante la pancreatite e il ruolo sorprendente di queste cellule ciliate nell’immunità, usando modelli murini di pancreatite.

I risultati dello studio, pubblicati su Frontiers in Physiology il 14 febbraio 2020, potrebbero portare allo sviluppo di nuovi biomarcatori per testare la pancreatite e il cancro del pancreas.

“Comprendendo questi primi stadi della malattia del pancreas, speriamo che il nostro lavoro porti allo sviluppo di nuove strategie per diagnosticare e curare la pancreatite e il cancro del pancreas nelle prime fasi”, afferma Wahl co-corrispondente autore e titolare della cattedra nel laboratorio di espressione genica del Salk.
Il pancreas è un organo addominale che svolge un ruolo nella digestione e nella regolazione della glicemia. Tuttavia, gli scienziati sanno poco su come il pancreas guarisce da lesioni, come la pancreatite o combatte il cancro del pancreas. Gran parte del pancreas è composto da cellule acinose, che producono e secernono enzimi digestivi. Le cellule acinose hanno anche la capacità di trasformarsi in un altro tipo di cellula chiamata cellula trapuntata. Gli scienziati non conoscono tutte le funzioni delle cellule ciliate, ma i lavori precedenti hanno dimostrato che queste cellule dell’intestino secernono la proteina IL-25 per supportare la risposta immunitaria durante le infezioni parassitarie.
“Dal momento che il cancro è stato chiamato “la ferita che non guarisce mai”, abbiamo voluto studiare come il pancreas guarisce dalla pancreatite per comprendere meglio i percorsi che possono essere cooptati dal cancro”, afferma Razia Naeem, co-prima autrice e tecnico di laboratorio  nel laboratorio di Wahl.
I ricercatori hanno utilizzato una combinazione di tecniche tra cui istologia, imaging e strategie molecolari per caratterizzare le popolazioni di cellule trapuntate nei modelli murini di pancreatite. Hanno scoperto che, sebbene il pancreas normalmente non contenga cellule trapuntate, durante lo sviluppo della pancreatite, le cellule acinose subiscono modifiche complesse per diventare cellule trapuntate, come parte normale della lesione e del recupero del pancreas. I ricercatori hanno anche osservato che le cellule ciliate indotte dalla pancreatite hanno secreto IL-25 per promuovere la risposta immunitaria, simile a quanto precedentemente trovato nell’intestino. Pertanto, le cellule ciliate possono svolgere un ruolo modulando il sistema immunitario durante la pancreatite.
Gli scienziati hanno esaminato la formazione di cellule trapuntate in sette ceppi di topi per vedere se c’erano differenze durante lo sviluppo della pancreatite. Sorprendentemente, il team ha scoperto che la formazione di cellule trapuntate non si è verificata in tutti i ceppi di topi. Gli animali geneticamente diversi hanno prodotto il maggior numero di cellule trapuntate, suggerendo che la formazione delle cellule trapuntate è controllata geneticamente o da influenze sull’espressione genica (epigenetica).
“La suscettibilità genetica della formazione di cellule trapuntate può rappresentare un fattore critico nello sviluppo della pancreatite, gravità e progressione verso il cancro negli esseri umani”, afferma Kathleen Del Giorno, prima e co-corrispondente autrice dell’articolo e ricercatrice nel laboratorio Wahl. “Il nostro lavoro dimostra che è importante utilizzare il modello giusto di topo per studiare la pancreatite e il cancro del pancreas affinché vi sia rilevanza per l’uomo”.
Il lavoro del team mostra che l’uso di topi geneticamente diversi potrebbe rappresentare meglio il genoma umano complesso, consentendo una modellazione più traducibile della malattia in laboratorio, secondo Wahl. I risultati dello studio indicano che alcune persone potrebbero essere più suscettibili alla pancreatite rispetto ad altre.
Successivamente, il gruppo prevede di dare seguito alle loro analisi di espressione genica per individuare quali geni controllano la formazione delle cellule ciliate nella pancreatite e influenzano la progressione verso il cancro del pancreas.
La più grande speranza dei ricercatori  è che i loro risultati aiuteranno ad aprire la strada a trattamenti mirati per pancreatite e cancro.