I ricercatori hanno svelato il mistero della rigenerazione della cartilagine di lucertola

Un team di ricercatori della Keck School of Medicine della University of Southern California ha pubblicato la prima descrizione dettagliata dell’interazione tra due tipi di cellule che consentono alle lucertole di rigenerare la coda. Questa ricerca è stata finanziata dal National Institutes of Health e pubblicata il 10 agosto in Comunicazioni sulla naturaincentrato sull’insolita capacità delle lucertole di ricostruire la cartilagine, che sostituisce l’osso come principale tessuto scheletrico nelle code rigenerate dopo la perdita della coda.

La scoperta potrebbe fornire informazioni ai ricercatori che studiano come ricostruire la cartilagine danneggiata dall’osteoartrosi negli esseri umani, una malattia degenerativa e debilitante che colpisce circa 32,5 milioni di adulti negli Stati Uniti, secondo i Centers for Disease Control and Prevention. Attualmente non esiste una cura per l’osteoporosi.

“Le lucertole sono in qualche modo magiche nella loro capacità di rigenerare la cartilagine perché possono rigenerare grandi quantità di cartilagine e non si metastatizzano all’osso”, ha detto l’autore corrispondente dello studio Thomas Lozito, assistente professore di chirurgia ortopedica, biologia delle cellule staminali e medicina rigenerativa. . Nel Keck School of Medicine presso la University of Southern California.

Le lucertole sono tra gli unici vertebrati superiori in grado di rigenerare la cartilagine che non si ossifica e sono i parenti più stretti dei mammiferi che possono rigenerare appendici con più tipi di tessuto, inclusa la cartilagine. Al contrario, gli esseri umani non possono riparare la cartilagine che è stata danneggiata una volta raggiunta l’età adulta.

Lozito ha spiegato che capire come gli organismi con poteri curativi superiori rigenerano i tessuti potrebbe aiutare i ricercatori a trovare modi per ricreare questi processi nei mammiferi.

“Il sogno è trovare un modo per tradurre questo processo negli esseri umani perché non possono riparare la cartilagine”, ha detto Lozito. “Questo è un passo importante perché dobbiamo comprendere il processo in modo molto dettagliato prima di provare a ricrearlo nei mammiferi”.

Seleziona le celle principali

Il primo autore Ariel Funk, uno studente di dottorato nel laboratorio di Lozito, e il gruppo di ricerca hanno identificato le cellule chiamate fibroblasti, che aiutano a costruire il tessuto, come un tipo critico di cellula che costruisce la cartilagine nella coda rigenerante di una lucertola, i cui scheletri sono fatti quasi interamente di cartilagine . . La ricerca ha descritto i cambiamenti nell’attività genica che si sono verificati tra alcuni dei fibroblasti che hanno reso possibile la costruzione della cartilagine.

Hanno anche scoperto che un tipo di cellula immunitaria chiamata rabdomiolisi settale svolge un ruolo importante nell’inibire la fibrosi, o cicatrizzazione, consentendo il processo di rigenerazione.

“Questi due tipi di cellule lavorano insieme e gettano le basi per l’inizio del processo di rigenerazione”, ha detto Lozito, osservando che la principale differenza tra esseri umani e lucertole è che il tessuto umano tende a cicatrizzarsi e che la cicatrizzazione impedisce la rigenerazione dei tessuti.

Una futura strada di ricerca, ha detto Lozito, è quella di utilizzare il sequenziamento dell’RNA a cellula singola per descrivere meglio i meccanismi molecolari che interrompono le cicatrici nelle lucertole in modo che possano provare a ricreare il processo nei mammiferi.

Rigenerazione indotta dalla cartilagine degli arti di lucertola

Dato ciò che hanno appreso sui tipi di cellule e sui processi molecolari coinvolti, il team ha eseguito dei test per determinare se potevano ricreare il processo di ricostruzione della cartilagine negli arti delle lucertole che, a differenza delle code, non si rigenerano dopo la perdita.

Hanno estratto cellule staminali dalle code di lucertola e le hanno trapiantate negli arti, che erano carenti di cellule immunitarie pro-rigenerative ritenute responsabili dell’inibizione delle cicatrici. Sono stati in grado di stimolare con successo la costruzione della cartilagine nell’arto di una lucertola ricreando un ambiente di segnalazione simile a una coda.

Lozito ha aggiunto che sperano di verificare se possono stimolare la costruzione della cartilagine nei mammiferi, a partire dai topi, usando le tecniche che hanno usato nei loro esperimenti sugli arti delle lucertole.

sullo studio

Altri autori dello studio includono Ariel Funk, Xiaofan Zhao, Zhiu Pan, Megan Hudnall, Conrad Ochs, Gabriela Lopez, Sarah Hassel Colusa, Alexander Kooncz, Sasha Singleman e Darian Gamble della Keck School of Medicine della USC.

La ricerca è stata finanziata dal National Institutes of Health (R01GM115444) e supportata dal Molecular Genomics Core presso l’USC Norris Comprehensive Cancer Center.