Nuove informazioni su come l’intestino si auto-ripara

Nuove informazioni su come l’intestino si auto-ripara

T. L. Furrer/Shutterstock

I ricercatori del Baylor College of Medicine della Johns Hopkins University School of Medicine e della University of California a San Francisco, hanno acquisito nuove conoscenze su come l’intestino tenue, uno dei tessuti con il più rapido rinnovamento nel corpo umano, si ripari dopo le ferite causate dal rotavirus intestinale. 

Le loro scoperte hanno portato a concludere che, contrariamente al pensiero corrente, che sosteneva che la riparazione fosse innescata dal tipo di danno, le cause scatenanti che in precedenza erano ritenute non importanti sono risultate in realtà essenziali. Lo studio appare in Cell Reports.

 

Lo studio

Quando abbiamo iniziato questo progetto, la maggior parte degli studi sul campo si concentrava sul normale turnover dell’intestino tenue o sulla riparazione dei danni causati dalle radiazioni, ad esempio“, ha detto il primo autore Winnie Zou, uno studente del programma di formazione degli scienziati medici del laboratorio del Dr. Mary Estes a Baylor. “Abbiamo studiato un modello di danno diverso, quello causato dal rotavirus, una piccola infezione virale intestinale comune che colpisce i bambini piccoli“.

La riparazione e il turnover dell’epitelio, lo strato cellulare più esterno dell’intestino tenue responsabile dell’assorbimento dei nutrienti, dipende dalle cellule staminali intestinali, indipendentemente dalla causa del danno.

 

Cellule staminali intestinali

Esistono due tipi di cellule staminali intestinali:

  • le CBC (Crypt Base Columnar cells)
  • le cellule staminali intestinali di riserva.

Il tipo di lesioni studiate finora danneggiava le CBC altamente proliferanti e quando queste cellule staminali venivano distrutte, le cellule staminali intestinali di riserva rispondevano per ripristinare il danno. La risposta alla ferita causata dal rotavirus, tuttavia, è diversa.

Il rotavirus è un’infezione con un modello di danno molto specifico“, ha detto Zou. “Il virus infetta specificamente le cellule epiteliali, ma non le staminali, perché queste risultano intatte, volevamo studiare il tipo di risposta di riparazione che ripristina l’epitelio distrutto dal virus“.

Nessuno aveva osservato prima questo aspetto“, ha detto l’autrice senior Mary Estes, Professoressa di virologia umana e molecolare presso la Baylor e direttore emerito del Centro medico di malattie digestive del Centro medico del Texas. “Questo è il primo studio sulla lesione delle cellule epiteliali intestinali nei mammiferi in cui le cellule staminali non sono danneggiate”.

 

Due risultati inaspettati

La nostra prima scoperta si riferisce al tipo di cellule staminali coinvolte nella riparazione delle cellule epiteliali danneggiate dal virus“, ha detto Zou. “Precedenti studi avevano dimostrato che quando le cellule staminali CBC sono danneggiate, le cellule staminali di riserva vengono in loro soccorso  ricostruendo l’epitelio danneggiato. Il rotavirus invece danneggia l’epitelio ma non le cellule staminali, e abbiamo scoperto che i CBC, non la riserva di cellule staminali, sono il tipo di cellula primaria coinvolto nel ripristino dell’epitelio intestinale. “

Fino ad ora, i CBC non erano considerati importanti per la riparazione dell’epitelio intestinale, ma i nostri risultati mostrano che sono cruciali per la riparazione  dopo il danno delle cellule epiteliali ad opera del  rotavirus, in contrasto con gli studi precedenti che sostenevano che le cellule staminali intestinali di riserva fossero il tipo di cellula coinvolto nella ricostruzione epiteliale “, ha detto Estes, che è anche membro del Centro per il cancro di Dan L Duncan.

La seconda scoperta inaspettata si riferisce alla fonte delle molecole di segnalazione – chiamate WNT – che innescano la crescita e l’attivazione delle cellule staminali che portano alla riparazione degli infortuni. Gli scienziati hanno descritto due fonti di molecole WNT, cellule epiteliali e cellule mesenchimali. Fino ad ora, la ricerca ha considerato quelle mesenchimali e i WNT epiteliali “ridondanti” e non essenziali.

Abbiamo scoperto invece che le molecole WNT epiteliali sono essenziali per segnalare alle cellule staminali di riparare il danno causato dall’infezione da rotavirus“, ha detto Zou.

Questa è stata la più grande sorpresa.L’idea predominante nel campo è che i WNT epiteliali non avessero una funzione specifica, e qui abbiamo trovato il primo modello che indica che, in alcuni casi, i WNT epiteliali hanno una funzione specifica. Abbiamo capito che i WNT epiteliali e mesenchimali non sono intercambiabili, come si pensava prima “, ha detto Estes. “Penso che questa scoperta sarà interessante per i ricercatori che lavorano sulle cellule staminali intestinali, ora stiamo esplorando come si comporta l’infezione che innesca la produzione di WNT nell’epitelio“.

 

Fonti
https://www.bcm.edu/news/molecular-virology-and-microbiology/how-the-intestine-repairs-itself