Svelato l'indizio del mistero della rigenerazione degli arti
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Una piccola creatura dotata di branchie, un sorriso e una pelle verde brillante ha appena fornito agli scienziati un indizio chiave per risolvere uno dei più grandi misteri della biologia: la rigenerazione degli arti.
Le salamandre acquatiche chiamate axolotl sono note per la loro insolita capacità di rigenerare gli arti persi a causa di lesioni o amputazioni. Ora, i ricercatori hanno scoperto di più sul complesso processo alla base di questo superpotere in un nuovo studio pubblicato su Nature Communications.
"Una questione che da tempo ci si pone nel settore è quali segnali indichino alle cellule nel sito della lesione di rigenerare solo la mano, ad esempio, o di rigenerare un intero braccio", ha affermato James Monaghan, autore principale dello studio, professore di biologia e direttore dell'Institute for Chemical Imaging of Living Systems presso la Northeastern University.
Si scopre che una sostanza chiamata acido retinoico, comunemente presente nei trattamenti al retinolo per l'acne, è responsabile della segnalazione delle parti del corpo che necessitano di rigenerarsi.
L'acido retinoico è importante anche nello sviluppo degli embrioni umani, poiché indica alle cellule dove sviluppare testa, gambe e piedi, ha spiegato Monaghan. Tuttavia, per una ragione sconosciuta, la maggior parte delle nostre cellule perde la capacità di "sentire" i segnali rigenerativi della molecola durante la gravidanza.
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Sebbene rigenerare interi arti umani possa sembrare ancora fantascienza, Monaghan ha affermato che studiare la funzione di segnalazione dell'acido retinoico in questi anfibi potrebbe aiutare a sviluppare nuovi metodi di guarigione umana e terapie geniche.
Gli axolotl non brillano naturalmente al buio. Per osservare la segnalazione dell'acido retinoico, il team di Monaghan ha utilizzato axolotl geneticamente modificati che emettono una luce verde fluorescente, dove la molecola attiva le cellule danneggiate.
Inizialmente, il team di ricerca ha adottato un approccio più "frankensteiniano", iniettando quantità eccessive di acido retinoico nell'organismo delle salamandre e osservandone l'effetto. Nel sito dell'amputazione, gli axolotl sono cresciuti più del necessario, sostituendo una mano con un braccio intero."Se si inietta una grande quantità di acido retinoico (in una lesione), si attivano tutti questi geni che probabilmente non hanno nulla a che fare con la modellazione richiesta", ha spiegato Catherine McCusker, professoressa associata di biologia presso l'Università del Massachusetts a Boston, non coinvolta nello studio ma che si occupa anche di ricerca sulla rigenerazione degli arti delle salamandre.
Per comprendere meglio come gli axolotl sfruttassero i loro livelli naturali di acido retinoico per la rigenerazione degli arti, Monaghan e il suo team hanno modificato il loro approccio.
"Abbiamo scoperto che un singolo enzima è responsabile della scomposizione dell'acido retinoico nell'organismo degli axolotl", ha spiegato Monaghan, come riportato dalla CNN. Quando il suo team ha bloccato questo enzima, si sono ripresentati gli stessi effetti alla Frankenstein. "Questo è davvero entusiasmante e ci ha sbalorditi, perché dimostra che i livelli di acido retinoico (naturale) sono controllati dalla sua degradazione."
In altre parole, una mano ferita di axolotl sa di non doversi trasformare in un braccio, in parte perché l'enzima CYP26B1 impedisce al processo di rigenerazione di procedere, ha spiegato McCusker.
Finora, comprendere questa relazione nel sistema rigenerativo dell'axolotl è solo un pezzo del puzzle , ha affermato Monaghan.
Il passo successivo sarà identificare esattamente quali geni sono bersaglio dell'acido retinoico all'interno delle cellule durante la rigenerazione, per comprendere meglio il "modello" seguito da tali cellule.
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