Scienze
L’esercizio fisico genera cellule immunitarie nelle ossa È stato identificato nel midollo osseo un tipo specializzato di progenitore delle cellule ossee, che ha dimostrato di supportare la generazione di cellule immunitarie, chiamate linfociti in risposta al movimento
di Valentina Arcovio
I
l midollo osseo è un luogo piuttosto affollato. Al suo interno, infatti, coesistono fianco a fianco [1] [2] molti tipi di cellule staminali e progenitrici, compresi i progenitori delle cellule immunitarie, che sono supportate da cellule vicine che generano ambienti protettivi specializzati per le cellule staminali, chiamate nicchie [3] [4] [5]. Tuttavia, sappiamo ancora molto poco dell’interazione che c’è tra le cellule della nicchia, note anche come cellule stromali, e i progenitori delle cellule immunitarie nel midollo osseo. Ma si tratta di un punto centrale che potrebbe avere implicazioni cliniche importanti. La comprensione dei meccanismi e della coordinazione di questa interazione, infatti, potrebbe aiutarci a capire meglio come vengono generati i progenitori delle cellule immunitarie. In uno studio recentemente pubblicato sulla rivista Nature [6], un gruppo di scienziati coordinati dal Children’s Medical Center Research Institute dell’UT Southwestern - Bo Shen, Alpaslan Tasdogan ,Jessalyn M. Ubellacker ,Jingzhu Zhang, Elena D. Nosyreva, Liming Du, Malea M. Murphy, Shuiqing Hu, Yating Yi, Nergis Kara, Xin Liu, Shay Guela, Yuemeng Jia,Vijayashree Ramesh, Claire Embree, Evann C. Mitchell,Yunduo C. Zhao, Fodera A. Ju ,Zhao Hu, Genevieve M. Crane, Zhiyu Zhao, Ruhma Syeda e Sean J. Morrison - ha risolto parte di questo intricato puzzle, identificando il ruolo giocato dal movimento nello stimolare la comunicazione tra un tipo di cellula stromale e i progenitori immunitari nei topi. In altre parole, gli studiosi americani hanno scoperto che sarebbe il movimento a innescare e guidare l’interazione tra la moltitudine di cellule che risiedono nel nostro midollo osseo. Le intuizioni emerse da questo studio hanno portato anche a individuare una nuova strategia che, testata su un gruppo di topi in laboratorio dai ricercatori americani, ha permesso di aiutare gli animali a combattere le infezioni. I vari tipi di cellule staminali e cellule progenitrici nel midollo osseo [7] sono altamente interconnessi fra loro, sia fisicamente che funzionalmente. Ad esempio, le cellule me-
76 Il Giornale dei Biologi | Marzo 2021
senchimali e le cellule progenitrici, che danno origine alle ossa, al tessuto scheletrico e alle cellule adipose, sono una parte essenziale della nicchia stromale per le cellule staminali ematopoietiche e progenitrici (HSPC). Le HSPC, a loro volta, sono responsabili della produzione di tutti i lignaggi delle cellule del sangue, comprese quindi anche le cellule immunitarie [8]. Nei topi, alcuni progenitori mesenchimali producono una proteina di segnalazione, chiamata fattore di cellule staminali (SCF), cruciale per supportare le HSPC. Queste cellule esprimono anche una proteina della superficie cellulare chiamata recettore della leptina [9] [(LepR). Le cellule che esprimono LepR (LepR+) risiedono in posizioni molto diverse nel midollo osseo, inclusi due tipi di vasi sanguigni, arteriole e sinusoidi. Tuttavia, la popolazione LepR + è una combinazione di tipi di cellule progenitrici mesenchimali [10]. Shen e gli altri autori dello studio hanno deciso di concentrarsi sul sottoinsieme di cellule LepR+ , che sono coinvolte nel mantenimento della nicchia delle HSPC. Per riuscire nel loro intento, gli autori dello studio hanno eseguito un’analisi dell’espressione genica delle cellule LepR +, la quale ha rivelato che c’è una sottopopolazione di cellule che esprime anche un’altra proteina marker, l’osteolectina [11] [12] (Oln). L’osteolectina ha un ruolo molto importante e cioè promuove il mantenimento [13] dello scheletro adulto inducendo LepR + a formare nuove cellule ossee. Il gruppo di ricerca è poi passato dai test in vitro a test su modelli animali. Gli studiosi hanno così applicato le tecniche di ingegneria genetica per generare topi [14] in cui le cellule Oln+ sono state fatte diventare fluorescenti [15] [16]. In questo modo hanno scoperto che le cellule stromali Oln+ risiedono intorno alle arteriole ma non intorno ai sinusoidi [17]. I ricercatori hanno poi dimostrato che le cellule sono progenitori osteogenici, che danno origine alle cellule che formano l’osso, chiamate osteoblasti [18], che a loro volta hanno un ruolo crucia-
