Un nuovo studio pubblicato su Nature Communications rivela che i meccanismi genetici e cellulari alla base della rigenerazione degli arti sono sorprendentemente conservati in diverse specie di vertebrati, compresi i pesci antichi e le moderne salamandre. Questa scoperta fa luce sulla storia evolutiva della rigenerazione, suggerendo che la capacità di far ricrescere parti del corpo perdute è un tratto antico che è stato perso o diminuito in molti lignaggi, compresi gli esseri umani.
Origini evolutive della rigenerazione
I ricercatori guidati da Igor Schneider presso la Louisiana State University si sono concentrati sul bichir del Senegal (Polypterus senegalus ), un antico pesce osseo capace di rigenerare completamente le pinne. Questa specie è considerata un “fossile vivente” per la sua posizione alla base dell’albero genealogico dei vertebrati. Studiando il bichir insieme agli axolotl (salamandre note per la rigenerazione degli arti) e ai pesci zebra (che fanno ricrescere le punte delle pinne), il team ha scoperto un meccanismo cellulare condiviso per la ricrescita.
La risposta immunitaria come fattore chiave
Lo studio ha scoperto che tutte e tre le specie avviano la rigenerazione con un rapido afflusso di cellule immunitarie. Inizialmente, queste cellule agiscono per combattere le infezioni, una risposta standard alla ferita. Tuttavia, nel bichir e nell’axolotl, il sistema immunitario si attiva rapidamente per sopprimere l’infiammazione, prevenendo la formazione di tessuto cicatriziale, un passo cruciale per una rigenerazione riuscita. La cicatrizzazione inibisce la ricrescita; evitandolo, questi animali mantengono l’ambiente cellulare necessario per la ricostruzione dei tessuti.
Cambiamento metabolico per una crescita indipendente dall’ossigeno
La guarigione delle ferite spesso comporta l’interruzione del flusso sanguigno, che porta alla privazione di ossigeno. Lo studio ha rivelato che tutte e tre le specie superano questa sfida attivando vie metaboliche che non fanno affidamento sull’ossigeno. Ciò consente alle cellule di continuare a produrre energia e materiali da costruzione per la rigenerazione anche in condizioni di basso ossigeno.
Ruolo inaspettato dei globuli rossi
Uno dei risultati più sorprendenti è stato il massiccio aumento di globuli rossi nel sito di amputazione nei bichir e negli axolotl:fino al 20% di tutte le cellule presenti, rispetto al solito 2%. A differenza dei globuli rossi umani, che perdono i loro nuclei durante la maturazione, queste cellule li trattengono, consentendo una maggiore attività genetica. I ricercatori sospettano che questi globuli rossi nucleati possano inviare segnali ad altre cellule, coordinando ulteriormente il processo rigenerativo.
Implicazioni per la medicina umana
I meccanismi condivisi osservati in queste specie lontanamente imparentate suggeriscono che la capacità di rigenerare gli arti è profondamente radicata nell’evoluzione dei vertebrati. Sebbene gli esseri umani abbiano in gran parte perso questa capacità, la comprensione dei percorsi genetici e cellulari sottostanti potrebbe orientare i futuri sforzi di medicina rigenerativa. Lo studio sottolinea che la chiave per la rigenerazione degli arti non è necessariamente la scoperta di geni completamente nuovi, ma il risveglio o il riutilizzo di percorsi antichi e conservati che già esistono all’interno dei nostri genomi.
Questo lavoro rappresenta un passo significativo verso lo svelamento dei misteri della rigenerazione. Ulteriori ricerche su questi meccanismi potrebbero infine rivelare se un giorno gli esseri umani potrebbero riacquistare la capacità di far ricrescere gli arti perduti.
