Perché produciamo le cellule del sangue nelle ossa

Dagli anni '70 sappiamo che le popolazioni di cellule staminali che danno origine alle cellule del sangue si organizzano in specifiche nicchie anatomiche. Nell'uomo e negli altri mammiferi, queste zone di intensa produzione sono localizzate nel midollo osseo; nei pesci, il processo avviene nei reni. A che cosa si deve questa differenza?

Secondo un recente studio pubblicato su Nature, le nicchie si sarebbero evolute per proteggere le staminali sanguigne dai danni inferti dai raggi ultravioletti del sole. L'idea, per certi versi inaspettata, è venuta osservando le staminali emopoietiche, cioè deputate alla produzione del sangue, negli zebrafish (i pesci zebra, Danio rerio), un piccolo pesce d'acqua dolce spesso usato come modello negli studi genetici o sulla rigenerazione dei tessuti.

Gli scienziati dell'Harvard Department of Stem Cell and Regenerative Biology, del Boston Children's Hospital e dell'Harvard Stem Cell Institute si sono accorti che, al microscopio, le staminali del sangue degli zebrafish appaiono schermate da uno strato di melanociti, cellule a forma di "parasole", che producono la melanina responsabile della colorazione della pelle nell'uomo.

I ricercatori si sono chiesti se i melanociti non si comportassero in effetti da "ombrelloni", dati l'aspetto e la posizione. Hanno così creato una popolazione di zebrafish priva di melanociti, che esposta ai raggi UV ha visto diminuire significativamente le proprie staminali del sangue. I pesciolini hanno perso cellule emopoietiche anche quando sono stati girati a pancia in su, esponendo al sole le staminali senza protezione. I melanociti agiscono quindi da scudo "meccanico" per schermare le cellule del sangue.

Accoppiata vincente. Studiando "l'albero genealogico" di queste creature, il gruppo si è accorto che melanociti e staminali del sangue vanno a braccetto dalla notte dei tempi: si trovavano persino nelle nicchie emopoietiche di un pesce separatosi dalla linea evolutiva degli zebrafish 500 milioni di anni fa.

Il team ha poi guardato alla storia evolutiva più recente: in una popolazione odierna di rana freccia, quando ai girini spuntano le zampe, le nicchie emopoietiche si spostano dai reni al midollo osseo. Durante l'intero processo le staminali rimangono protette dai raggi UV: quando fanno a meno dei melanociti ci pensano le ossa, a schermarle dai danni del sole.

L'interesse per l'uomo. Conoscere meglio il funzionamento delle nicchie emopoietiche sarà di cruciale importanza per chi si occupa della cura delle malattie del sangue, e di trapianti di cellule emopoietiche.