È la cellula madre a decidere se la cellula figlia si dividerà

È LA CELLULA MADRE A DECIDERE SE LA CELLULA FIGLIA SI DIVIDERÀ L’importante scoperta all’Università del Colorado sulla persistenza della memoria dei fattori di crescita

Per quarant’anni, ricordano i ricercatori della University of Colorado (UC) di Boulder, ogni studente ha imparato che il fondamentale processo della divisione cellulare si programma nella prima fase di vita della cellula stessa. È quello il periodo in cui si stabilisce quando e se una cellula nata dalla divisione della cellula madre a sua volta genererà altre cellule. Ma uno studio sviluppato da un team dell’Università del Colorado e pubblicato sulla rivista Science apre nuove importanti frontiere su ciò che sappiamo del ciclo cellulare.

«Abbiamo visto qualcosa di diverso rispetto a ciò che da tempo è scritto nei libri sull’argomento», ha spiegato Sabrina Spencer, autrice senior dello studio e ricercatrice del dipartimento di Biochimica dell’università e del BioFrontiers Institute.

I ricercatori hanno scoperto che in realtà è la cellula madre a determinare se le sue cellule figlie si divideranno. Una scoperta arrivata tramite l’utilizzo di moderne tecnologie di imaging nell’indagine del ciclo cellulare, che ha ricadute importanti sull’individuazione di terapie farmacologiche per il cancro. Per la ricerca sarebbe decisamente importante comprendere appieno le cause che determinano la proliferazione cellulare e, soprattutto, il momento in cui questa viene decisa. Ne deriverebbe la possibilità di personalizzare le cure farmacologiche di contrasto al cancro agendo anche sulla tempistica della cura stessa.

L’altro punto rilevante dello studio è relativo alla percezione dei fattori di crescita e alla loro memoria impressa nella cellula: le cellule, è stato scoperto, possono immagazzinare memoria della disponibilità

dei fattori di crescita. «Abbiamo scoperto che anche bloccando la segnalazione operata dai fattori di crescita - ha dichiarato Mingwei Min, primo autore e ricercatore presso il dipartimento di Biochimica dell’UC e il BioFrontiers Institute - le cellule possono percepirla e possono ricordare quell’informazione per molte ore, fino al ciclo della cellula figlia».

Il ciclo cellulare è regolato in tutte le sue dimensioni e qualsiasi interruzione o errore nel processo può avere effetti importanti. Le cellule scelgono di dividersi in base alla quantità di mitogeni (fattori di crescita) che percepiscono nel loro ambiente. È la disponibilità di mitogeni a spingere la duplicazione e la proliferazione cellulare.

«Le cellule tumorali possono entrare nel ciclo cellulare anche se non ci sono fattori di crescita – ha spiegato Spencer – e questo è parte del motivo per cui proliferano così tanto: il ciclo cellulare diventa sregolato e la crescita continua incontrollata».

Una delle innovazioni presentate dallo studio riguarda il metodo con cui è stato osservato il processo. Se precedentemente era sempre stato necessario isolare i fattori di crescita per sincronizzare il ciclo cellulare, in questa ricerca sono state utilizzate tecniche di microscopia timelapse e tecnologie di tracciamento dello sviluppo cellulare: così è stato possibile filmare le cellule in attività in un tempo libero. L’operazione sarebbe stata impensabile fino a dieci anni

Capire quando viene decisa la proliferazione cellulare aiuterebbe a personalizzare le cure farmacologiche di contrasto al cancro agendo anche sulla tempistica della terapia

fa, quando pochissimi laboratori potevano tracciare le cellule e comunque per non più di due ore. Il gruppo - sono coautori della ricerca anche Yao Rong e Chengzhe Tian, del medesimo istituto - utilizzando un metodo computazionale di tracciamento, è invece riuscito a tracciare migliaia di cellule in un arco temporale di 48 ore. L’attività di una singola cellula è stata fissata in centinaia di immagini sequenziali.

La sperimentazione condotta nei laboratori dell’Università del Colorado ha offerto un tassello importante del funzionamento di questo meccanismo. Gli scienziati hanno verificato che le cellule figlie non hanno deciso in autonomia se dividersi, ma hanno stabilito se impegnarsi o meno in un nuovo ciclo cellulare immediatamente dopo la divisione della cellula madre. «Questo significa - ha aggiunto Spencer - che la scelta è stata assunta nel precedente ciclo cellulare, perché le cellule figlie erano già nate. Possiamo ricavare che, probabilmente, tutto il rilevamento dell’ambiente avviene nel ciclo delle cellule madri».

Il passo successivo è stato interrogarsi sul “quando” la cellula madre decide se le sue cellule figlie si divideranno.

Per rispondere al quesito i ricercatori hanno rimosso e sostituito i fattori di crescita per diverse ore e in diverse fasi del ciclo della cellula madre.

Hanno così scoperto che quanto più a lungo i fattori di crescita sono stati rimos

si, tanto meno è risultato probabile che le cellule figlie si siano divise. Nello specifico, quando i fattori di crescita sono stati rimossi per più di nove ore, nessuna delle cellule figlie si era divisa.

Se dunque le cellule rilevano continuamente la segnalazione del fattore di crescita, e non solo nella prima fase dopo la divisione, i farmaci antitumorali potrebbero avere una finestra più ampia per rilasciare effetti terapeutici. (S. L.).

Il ciclo cellulare nelle scuole

Il progetto “AIRC nelle scuole” mette a disposizione una serie di strumenti e materiali per parlare di cellule e cancro utilizzando il linguaggio più adatto all’età degli studenti. Sul sito dedicato (http:// scuola.airc.it/) è possibile scaricare gratuitamente i kit a disposizione, specifici per le scuole di ogni ordine e grado. Per la scuola dell’infanzia, per esempio, il kit “Mangioco” comprende una lezione strutturata in collaborazione con un pedagogista, immagini da colorare e alcuni giochi. Per la scuola secondaria di primo grado, invece, sono disponibili proposte di semplici esperimenti per scoprire il metodo scientifico e praticare la chimica in cucina. Per gli studenti delle scuole superiori, invece, nella sezione dedicata alla biologia, è possibile accedere a materiale esplicativo specifico sul ciclo cellulare e il cancro.