Questo scoiattolo può insegnarci qualcosa sui trapianti

Un comune roditore con un'eccezionale resistenza al freddo sta fornendo a medici e scienziati alcuni suggerimenti su come conservare gli organi dei donatori, senza deteriorarli.

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Durante la stagione del letargo, lo scoiattolo di terra della specie Ictidomys tridecemlineatus sopravvive a lungo in una condizione di ibernazione, con le funzioni vitali ridotte al minimo e a temperature inferiori ai 10 °C, senza riportare danni ad organi e tessuti.

 

Questa abilità che l'uomo non possiede avrebbe però ricadute estremamente utili, in ambito medico. Permetterebbe, per esempio, di conservare più a lungo gli organi destinati ai trapianti, senza che le loro cellule si deteriorino: anche se mantenuto a basse temperature, infatti, un rene espiantato inizia a degradarsi già dopo 30 ore.

 

Qual è il segreto? Per esplorare più da vicino questa eccezionale dote, un gruppo di scienziati del National Eye Institute (affiliato ai National Institutes of Health americani) ha ricreato un modello di "ibernazione in provetta". Ha cioè riprogrammato cellule prelevate da scoiattoli di terra appena nati affinché diventassero cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC), capaci cioè di evolvere in qualunque altra cellula del corpo.

 

Le differenze. A questo punto, il team ha confrontato neuroni derivati da iPSC di scoiattolo, e neuroni derivati da iPSC umane. Rispetto alle cellule dell'uomo, i neuroni di scoiattolo hanno mantenuto la capacità di resistere bene a condizioni di ipotermia. A cambiare in particolare è stata la reazione dei mitocondri, le "centrali energetiche" delle cellule.

 

Nei neuroni umani, il freddo ha portato i mitocondri a una condizione di stress cellulare, che ha generato una sovrapproduzione di specie reattive dell'ossigeno, un tipo di radicali liberi. Questo sottoprodotto del metabolismo cellulare ha creato una degenerazione dei microtubuli, la componente più importante del citoscheletro, la struttura interna di rinforzo delle cellule.

Il freddo ha dato problemi anche ai lisosomi dei neuroni umani, organelli cellulari incaricati di smaltire le sostanze di scarto delle cellule. Le basse temperature hanno causato la produzione, da parte di queste strutture, di enzimi che hanno contribuito alla degradazione della cellula.

 

Effetti positivi. Quando i ricercatori hanno inibito farmacologicamente la produzione di energia dei mitocondri e l'attività dell'enzima dei lisosomi, rendendo così i neuroni umani più simili a quelli di scoiattolo, i microtubuli sono stati preservati e la degradazione cellulare è parsa rallentata. Il trattamento ha migliorato in modo significativo anche l'integrità dei microtubuli di reni umani mantenuti al freddo, dimostrando le potenzialità dello studio nel prolungare l'utilizzabilità degli organi da trapianto. 

 

09 Maggio 2018 | Elisabetta Intini