02:36 20 Aprile 2021
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Ogni secondo nel corpo umano si rinnovano circa 3,8 milioni di cellule, ossia 330 miliardi al giorno. Con l’età o a causa di patologie questa capacità si riduce. Di recente, però, alcuni scienziati russi hanno acclarato che questi processi possono essere gestiti.

Rigenerazione continua

Il biologo svedese Jonas Frisén e alcuni suoi colleghi hanno pubblicato nel 2005 un lavoro dal titolo Retrospective Birth Dating of Cells in Humans, dedicato alla longevità delle singole cellule dell’organismo le quali, come dimostrato dagli scienziati, subiscono variazioni differenti a seconda della tipologia di cellula. Alcune (ad esempio le cellule dell’intestino) vivono in media 10,7 anni, mentre altre (ad esempio quelle dell’epitelio) si rigenerano ogni 5 giorni. Altre invece non si rigenerano mai per tutta la vita dell’uomo, come le cellule della retina.

La longevità media delle cellule umane, secondo le stime di Frisén, è compresa tra 7 e 10 anni. L’inesatta interpretazione di questi dati ha evidentemente alimentato il mito secondo cui il corpo intero si rigenera ogni 7 anni. In realtà il processo di sostituzione delle cellule vecchie è continuamente in essere.

“Nell’arco della vita nel corpo umano si formano e muoiono tonnellate di cellule: si disgregano in amminoacidi, lipidi e nucleotidi dai quali negli stessi organi e tessuti si formano nuove cellule. La rigenerazione avviene in 3 fasi: divisione delle cellule differenziate, differenziazione delle cellule staminali e riprogrammazione di alcune cellule mature in altre cellule”, spiega Vsevolod Tkachuk, direttore dell’Istituto di medicina rigenerativa presso Il Centro di formazione medica dell’MGU.

Tessuto senza cicatrici e abrasioni

Secondo i dati di scienziati israeliani, in un giorno nell’organismo umano nascono 330 miliardi di nuove cellule. La maggior parte di esse si trova nel sangue: eritrociti e neutrofili. Queste cellule si formano a partire dalle cellule ematopoietiche del midollo le quali generano l’86% di tutte le nuove cellule. Il 12% sono cellule epiteliali del tratto gastrointestinale e solo l’1,1% sono cellule cutanee.

Le altre tipologie di cellule che vivono da alcuni giorni fino a 15 anni (ad esempio, i muscoli scheletrici) rappresentano meno dell’1%. Si formano a partire dalle cellule stromali, scoperte nel secolo scorso dal biologo sovietico Aleksandr Fridenshtein. E sono proprio queste a suscitare l’interesse degli scienziati.

“Oggi è noto che a garantire il rinnovamento sono le cellule staminali. Si trasformano in cellule del sangue, tessuti nervosi, ossa, articolazioni, grasso. Con gli anni il numero di cellule staminali diminuisce. Inoltre, in alcuni organi talvolta muoiono prima del tempo: ad esempio, se il soggetto è gravemente malato. E non ne rimangono più quando il soggetto è in età avanzata, quando invece ne avrebbe più bisogno. Ad oggi non sappiamo ancora come regolare la morte cellulare. Quando impareremo a farlo, riusciremo a gestire i processi di rigenerazione all’interno dell’organismo senza dover ricostruire qualcosa fuori dall’organismo come succede oggi nell’ambito dell’ingegneria dei tessuti e delle terapie genica-cellulare”, spiega il direttore.

Secondo Tkachuk sappiamo già che le cellule stromali sono in grado di trasformarsi in altre tipologie di cellule con l’ausilio di ormoni e apposite proteine (fattori di crescita). Sono proprio questi elementi ad essere oggetto dello studio degli esperti impegnati nel progetto “Problemi fondamentali della medicina rigenerativa: regolare il rinnovamento e la riparazione dei tessuti umani”, sovvenzionato da un finanziamento del Programma presidenziale dei progetti di ricerci nell’ambito del Fondo russo per la scienza.

I partecipanti al progetto hanno scoperto una proteina che consente di ripristinare i tessuti senza formare cicatrici.

“Qualsivoglia danneggiamento può creare una cicatrice. E questo è un grande problema se si tratta del midollo spinale: infatti, la cicatrice non fa crescere né i vasi sanguigni né i nervi. Ma vi sono tessuti che dopo il danneggiamento si rigenerano, come le ossa. Un altro esempio è l’endometrio: nelle giovani donne l’endometrio si rigenera centinaia di volte senza lasciare cicatrici. È emerso che le sue cellule secernono una sostanza in grado di frenare la fibrosi. Se capiamo come sfruttare questa sostanza, in futuro riusciremo a mettere a punto un farmaco per rigenerare gli organi danneggiati”, spiega lo scienziato.

Cervello rigenerato

I ricercatori si sono spinti ben oltre tentato di rigenerare il cervello dopo un infarto. Nelle cavie malate a cui è stato iniettato un apposito farmaco le dimensioni dei danneggiamenti al cervello si sono ridotte sensibilmente.

“Nel secretoma delle cellule stromali si rilevano due importanti proteine: il fattore neurotrofico BDNF e l’urochinasi (uPA). Queste stimolano la crescita dei vasi sanguigni e delle fibre nervose. Se si introducono queste proteine nell’organismo, agiscono soltanto per alcune ore provocando un lieve effetto in quanto nell’uomo il processo di morfogenesi dura settimane o mesi”, spiega l’accademico.

“Pertanto abbiamo effettuato una “iniezione endogena” insieme a queste sostanze. Abbiamo creato i plasmidi trasportati dai geni responsabili della produzione del BDNF e dell’urochinasi. Poi li abbiamo inoculati nell’area in cui volevamo che crescessero i vasi e le terminazioni nervose. Il plasmide è penetrato nelle cellule del tessuto-obiettivo, è stato trascritto e le cellule hanno cominciato a secernere BDNF e uPA. Si conseguenza nei luoghi in cui queste proteine erano maggiormente concentrate sono cresciuti vasi e nervi. Così sono state rigenerate le aree danneggiate dei nervi muscolari periferici”.

Secondo lo scienziato, i risultati dell’esperimento contribuiranno alla creazione di uno strumento efficace e sicuro per trattare l’infarto emorragico, il secondo per il team che ha già messo a punto un farmaco contro l’infertilità maschile studiando i meccanismi di rigenerazione della spermatogenesi dopo il danneggiamento.

“Non ci siamo posti obiettivi concreti, abbiamo semplicemente analizzato il funzionamento della spermatogenesi: la sua attivazione e disattivazione. È emerso che, se inoculiamo negli spermatozoi la secrezione delle cellule mesenchimali, si ripristinano sia la morfologia dell’organo sia la spermatogenesi. Abbiamo verificato queste conclusioni prima a livello unicellulare, poi sugli animali. E funziona!”, spiega Tkachuk. “Ora il farmaco è quasi pronto per i test preclinici. Nel complesso i nostri risultati sono la riprova che è possibile stimolare i processi rigenerativi tramite il ricorso alle cellule staminali”.

Lo scienziato osserva che l’organismo umano è una macchina autoriparante con un incredibile potenziale di rigenerazione e riparazione. Sono già note centinaia di ormoni e proteine che regolano i processi di formazione e morte della cellula. Se capiremo come gestire in maniera corretta tali processi, in futuro si apriranno prospettive incredibili per le terapie rigenerative. Avremo, infatti, la possibilità non soltanto di curare diverse patologie, ma anche di allungare sensibilmente la vita umana.

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