La nursery del sangue: come le cellule staminali calmano le difese dell'organismo
Gli scienziati scoprono scoperte sorprendenti
Il nostro sangue è composto da molti tipi di cellule che si sviluppano in fasi diverse a partire da un tipo di precursore, la cellula staminale ematopoietica. Un team di ricerca internazionale guidato dal Centro Medico Universitario di Francoforte e dalla Goethe University ha ora studiato i percorsi di sviluppo delle cellule del sangue nell'uomo. I risultati hanno rivelato una sorpresa: le cellule staminali hanno anche proteine di superficie che consentono loro di sopprimere l'attivazione di reazioni infiammatorie e di difesa del proprio organismo. Questa scoperta è importante per i trapianti di cellule staminali, utilizzati ad esempio nel trattamento della leucemia.
Ogni secondo, un essere umano adulto produce circa cinque milioni di nuove cellule del sangue per sostituire quelle che invecchiano e muoiono. Ciò rende il sistema sanguigno un organo altamente rigenerativo. Le nuove cellule del sangue si formano nel midollo osseo da cellule non specializzate, le cellule staminali del sangue. Da queste cellule staminali si sviluppano, attraverso fasi intermedie, gli eritrociti che trasportano l'ossigeno, i trombociti importanti per la coagulazione del sangue e il grande gruppo di globuli bianchi che orchestrano la difesa immunitaria. Questo processo si chiama differenziazione e deve avvenire in modo tale che le nuove cellule del sangue vengano prodotte in un rapporto equilibrato con le cellule mature di tutti i tipi di cellule del sangue.
Un team internazionale di scienziati dell'University Medical Center Frankfurt/Goethe University, dell'Università di Göteborg e dell'Ospedale Universitario di Pamplona, guidato dal Prof. Michael Rieger della Clinica Medica 2 dell'University Medical Center Frankfurt, è ora in grado di decifrare molecolarmente i percorsi di differenziazione delle cellule staminali del sangue umano in tutti i tipi di cellule ematiche specializzate. Il team di ricerca ha determinato i pattern genici e proteici di oltre 62.000 singole cellule utilizzando metodi di sequenziamento all'avanguardia e analizzando i dati risultanti con l'aiuto di computer ad alte prestazioni.
"Abbiamo così ottenuto una panoramica dei processi molecolari delle cellule staminali e abbiamo scoperto nuove proteine di superficie importanti per la complessa interazione delle cellule staminali con l'ambiente del midollo osseo", spiega Rieger. "Questo ci permette di capire nel dettaglio cosa rende esattamente una cellula una cellula staminale e quali geni organizzano la differenziazione delle cellule staminali. Questa tecnologia di nuova concezione nel mio laboratorio sarà in grado di rispondere con enorme precisione a domande finora irrisolte in molte aree della ricerca sanitaria".
Gli scienziati hanno scoperto alcuni risultati sorprendenti: "Abbiamo trovato una proteina chiamata PD-L2 sulla superficie cellulare delle cellule staminali del sangue, che sappiamo sopprime la risposta immunitaria delle cellule di difesa - i linfociti T - bloccandone l'attivazione e la proliferazione e impedendo il rilascio di sostanze infiammatorie - le citochine", afferma la prima autrice dello studio, la dottoranda Tessa Schmachtel, riassumendo i risultati più importanti della pubblicazione.
Secondo la biologa, PD-L2 serve probabilmente a prevenire i danni immuno-mediati. "Questo è particolarmente importante per la difesa delle cellule T reattive contro le cellule staminali dell'organismo e svolgerà un ruolo importante anche nel trapianto di cellule staminali da donatori stranieri. Infatti, PD-L2 potrebbe essere utilizzato per ridurre le reazioni di difesa dell'organismo contro le cellule staminali trapiantate".
Rieger è convinto: "Nuove e rivoluzionarie scoperte possono essere realizzate solo attraverso una stretta collaborazione interdisciplinare tra medici, scienziati e bioinformatici, come nel caso della University Medicine Frankfurt, e attraverso la creazione di alleanze internazionali."
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Pubblicazione originale
Hana Komic, Tessa Schmachtel, Catia Simoes, Marius Külp, Weijia Yu, Adrien Jolly, Malin S. Nilsson, Carmen Gonzalez, Felipe Prosper, Halvard Bonig, Bruno Paiva, Fredrik B. Thorén, Michael A. Rieger; "Continuous map of early hematopoietic stem cell differentiation across human lifetime"; Nature Communications, Volume 16, 2025-3-7
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