Alcuni anfibi riescono a rigenerare parti del proprio corpo, come arti e addirittura organi. Ma finora questo straordinario processo era rimasto in gran parte un mistero. Ad aggiungere oggi un tassello in più è stato un recente studio di un team di ricercatori dell’Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (Epfl), secondo cui a giocare un ruolo cruciale nella rigenerazione degli arti sarebbe l’ossigeno: quando le cellule lo percepiscono, ciò determinerebbe se il processo di rigenerazione può iniziare. Lo studio è stato pubblicato su Science.
Gli anfibi riesco a rigenerare gli arti, i mammiferi no
La rigenerazione degli arti, ricordiamo brevemente, inizia con la guarigione delle ferite. Dopo un’amputazione, infatti, le cellule che si trovano nel sito della lesione devono sigillare rapidamente la ferita e trasformarsi in cellule rigenerative. Mentre sappiamo che negli anfibi questo processo si svolge senza intoppi, nei mammiferi, invece, si arresta precocemente. Ciò è dovuto al fatto che la chiusura della ferita è più lenta e la formazione di tessuto cicatriziale prende il sopravvento, bloccando quindi la rigenerazione. Secondo gli esperti, questa differenza tra anfibi e mammiferi risiede nell’ambiente: le larve degli anfibi, infatti, si sviluppano in acqua, dove ci sono livelli di ossigeno inferiori rispetto all’aria, a cui sono invece esposti i tessuti dei mammiferi. “Sebbene molti studi abbiano dimostrato che specie rigenerative come gli anfibi e i mammiferi condividono geni simili, suggerendo che i mammiferi possano conservare una capacità rigenerativa latente, non era ancora chiaro se i tessuti dei mammiferi potessero effettivamente attivare programmi di rigenerazione degli arti e cosa impedisse loro di farlo”, ha ricordato Can Aztekin, tra gli autori del nuovo studio.
I livelli di ossigeno e la capacità di percepirli
Per capirlo, i ricercatori hanno amputato gli arti in via di sviluppo di girini di rana ed embrioni di topo e li hanno coltivati al di fuori del corpo in condizioni di ossigeno controllate, ossia abbassandone i livelli per simulare gli ambienti acquatici o aumentandoli fino a raggiungere quelli dell’aria. Hanno poi monitorato la risposta cellulare misurando la chiusura delle ferite, il movimento cellulare, l’attività genica, il metabolismo e gli stati epigenetici, concentrandosi in particolare su HIF1A , una proteina che funge da sensore cellulare dell’ossigeno e che, quando quest’ultimo è basso, diventa più stabile e attiva programmi di guarigione e di rigenerazione.
Le risposte cellulari all’ambiente
Dalle successive analisi, i ricercatori hanno osservato che la riduzione dei livelli di ossigeno, le cellule dei topi guarivano le ferite più velocemente e mostravano segni di attivazione di un programma rigenerativo. La carenza di ossigeno, inoltre, ha anche modificato il comportamento delle cellule della pelle, che sono diventate più mobili e hanno cambiato le loro proprietà meccaniche. Per quanto riguarda i girini di rana, invece, i loro arti si sono rigenerati efficacemente in un’ampia gamma di livelli di ossigeno, anche di molto superiori a quelli normalmente presenti nell’aria. Dal confronto di tutti questi dati, il team ha quindi concluso che gli anfibi che riescono a rigenerare i propri arti mostrano una ridotta capacità di rilevare l’ossigeno mentre, viceversa, i mammiferi reagiscono fortemente all’ossigeno, destabilizzando l’HIF1A e disattivando quindi i programmi rigenerativi nelle fasi iniziali, ossia subito dopo una lesione. In conclusione, sebbene lo studio non dimostri che la ricrescita degli arti umani sia imminente, evidenzia che le differenze tra le specie potrebbero dipendere da come le cellule rispondono al loro ambiente.
