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Ali di pollo rigeneranti
Salamandre e pesci zebra possono far crescere nuovi arti e pinne, ma tagliati un dito e non ricresceranno. Ora i ricercatori di San Diego sono riusciti a rigenerare le ali negli embrioni di pollo, che normalmente non possono far crescere nuovi arti. I risultati avvicinano gli scienziati alla comprensione di come indurre poteri rigenerativi negli esseri umani.
La rigenerazione probabilmente coinvolge una combinazione di fattori, dice Stephen Badylak , uno scienziato del McGowan Institute for Regenerative Medicine, a Pittsburgh, in Pennsylvania, che non è coinvolto nella ricerca. Se possiamo identificare quelli chiave e metterli insieme, probabilmente possiamo indurre la rigenerazione.
Quando una salamandra perde una gamba, cellule epiteliali specializzate coprono la ferita, formando una struttura multistrato. Queste cellule quindi attivano le cellule muscolari, nervose e del tessuto connettivo sottostanti per dedifferenziarsi (essenzialmente, perdere le caratteristiche specializzate che le rendono un neurone o cellula muscolare), dividersi e formare una palla di cellule simili alle cellule staminali. La sfera delle cellule inizia a svilupparsi come fa un arto normale, formando nuovi muscoli e ossa per produrre un arto completamente nuovo.
Sebbene molti animali abbiano questa capacità - all'interno del regno animale, più specie possono rigenerare gli arti di quante non ne siano in grado - i mammiferi l'hanno in gran parte persa. Per ragioni non ancora chiare, si formano invece delle cicatrici quando vengono ferite. Ma molti biologi dello sviluppo credono che se riescono a capire il processo di rigenerazione, saranno in grado di indurlo negli esseri umani. Il processo potrebbe potenzialmente riparare i tessuti danneggiati, come avviene nel muscolo cardiaco dopo un infarto, o addirittura stimolare la crescita di nuovi arti.
I ricercatori hanno ora identificato un interruttore genetico che attiva la rigenerazione nelle fasi di sviluppo quando l'animale normalmente non ne ha la capacità. Yasuhiko Kawakami e i colleghi del Salk Institute for Biological Studies, a La Jolla, in California, hanno eseguito esperimenti su polli e rane in cui hanno iperattivato un insieme di geni, chiamato percorso Wnt, noto per essere coinvolto nello sviluppo regolare e ritenuto coinvolto in rigenerazione. Quando i geni sono stati attivati negli embrioni di pollo a cui erano state rimosse le ali in via di sviluppo, l'azione ha innescato la crescita di un nuovo arto. Nelle rane, che possono rigenerare gli arti quando sono girini ma non da adulti, l'attivazione dei geni ha esteso il periodo di tempo in cui i girini potrebbero rigenerarsi.
Riteniamo che l'attività di controllo del Wnt possa avere il potenziale per far rigenerare i tessuti che normalmente non si rigenerano, afferma Kawakami, un biologo dello sviluppo che ha condotto lo studio con Juan Carlos Izpisua Belmonte , anche al Salk.
Kawakami avverte che sia la tempistica che la durata dell'espressione genica sono cruciali. Se i geni sono stati attivati per troppo tempo, si sono sviluppati arti anormali. E se i geni sono stati espressi troppo tardi nello sviluppo, i nuovi arti non sono stati in grado di crescere.
Gli esperti affermano che i risultati sono entusiasmanti, ma avvertono che resta ancora molto da fare prima che si possano coltivare nuovi arti nei mammiferi. Gli studi sono stati condotti su animali ancora in via di sviluppo, le cui cellule sono probabilmente molto più flessibili quando si tratta di indurre la rigenerazione, afferma Hans-Georg Simon , un biologo dello sviluppo presso la Northwestern University, a Chicago, che studia la rigenerazione degli arti e del cuore. Anche i mammiferi, compreso l'uomo, mostrano alcune capacità rigenerative. In alcune circostanze, i bambini di cinque anni possono crescere un nuovo polpastrello se la ferita viene trattata correttamente. Ma questa capacità si perde con l'avanzare dell'età.
Questo percorso è senza dubbio critico, afferma Simon. Ma sono probabilmente necessari altri fattori sconosciuti per riattivare il tessuto adulto completamente differenziato per ricostruire una nuova struttura.
Badylak aggiunge che la rigenerazione nei mammiferi richiederà probabilmente l'inibizione della nostra normale risposta immunitaria, che innesca l'infiammazione nel sito di una ferita. Nessuno degli animali in grado di rigenerare gli arti mostra questo tipo di risposta immunitaria.