La determinazione del destino delle cellule staminali umane
Le cellule staminali somatiche mantengono le loro funzioni uniche solo quando sono in contatto con segnali istruttivi nel loro ambiente. In questa cosiddetta nicchia staminale le cellule staminali integrano un numero incredibile di segnali molecolari con le proprie reti di regolazione. Il risultato è una cella specializzata con una funzione e una frequenza specifiche, che sarà in grado di rispondere alle necessità fisiologiche all’interno del corpo. ll progetto S.CE.N.E. (Deconstructing the stem cell niche in human interfollicular epidermis in vitro) ha ideato un esperimento ingegnoso per studiare il modo in cui si determina il destino della cellula staminale. Un microchip contiene due tipi di isole, ognuna delle quali può catturare decine di migliaia di cellule staminali. Un’isola intrappola le cellule e ne forza la differenziazione entro 24 ore. Nell’altra isola, dal diametro più ampio, le cellule sono in grado di diffondersi e possono quindi restare indifferenziate. I ricercatori hanno utilizzato analisi di imaging ad alto contenuto per monitorare il destino di centinaia di migliaia cellule staminali dallo strato cutaneo più esterno. Hanno sfruttato anche reporter fluorescenti per studiare l’effetto delle interazioni recettore/ligando sulla differenziazione delle cellule staminali. Il volume completo dei dati ha generato database molto importanti. Si è scoperto che la YAP (yes-associated protein) ha un impatto significativo sullo sviluppo delle cellule staminali. Co-attivatrice della trascrizione, YAP ha un ruolo critico nella dimensione degli organi ed è coinvolta nello sviluppo del cancro umano. Il team ha scoperto che YAP è parzialmente regolata tramite le proprietà fisiche del substrato. Inoltre la sovra-espressione di YAP può annullare i segnali della nicchia. Gli scienziati hanno proseguito analizzando l’impatto sul destino delle cellule staminali dei ligandi di Notch espressi nell’epidermide interfollicolare dell’uomo. Alcuni ligandi di Notch inducevano una forte attivazione dei recettori e differenziazione terminale indotta nelle isole a diametro grande, mentre altri bloccavano parzialmente la differenziazione nelle isole più piccole del microchip. I risultati della ricerca S.CE.N.E. hanno relizzato un piattaforma in vitro con potenziale applicazione di sviluppo sulle interazioni nella nicchia delle cellule staminali e la scoperta di farmaci. Cosa importante, la piattaforma fornisce un’alternativa ai test sugli animali in tossicologia.
Parole chiave
Cellula staminale, microchip, epidermide interfollicolare, ligando, proteina YAP
