Il Giornale dei Biologi - N. 6

SALUTE
I ricercatori hanno confrontato
il comportamento delle cellule in presenza
o assenza della proteina TGF-beta e isolato
i primi geni che ne erano influenzati
young”, per sempre
giovani. Non si tratta solamente
del ritornello di una nota
“Forever
canzone ma anche dell’effetto
prodotto dal gene ZNF398, identificato per la
prima volta da un team di ricerca guidato da
Graziano Martello dell’Università di Padova,
in collaborazione con l’Università di Torino.
Nello studio, pubblicato sulla rivista Nature
Communications e finanziato dalla Fondazione
Armenise Harvard, si evidenzia l’azione da
conservante che il gene appena scoperto è in
grado di esercitare sulle cellule staminali. La
presenza di ZNF398 rappresenta infatti la cartina
di tornasole per determinare un corretto
funzionamento delle iPS, le cellule staminali
pluripotenti indotte. Ma qual è la loro peculiarità?
La caratteristica principale risiede nella
capacità di dare origine a qualsiasi cellula, indipendentemente
che si tratti ad esempio dei
neuroni o di quelle del fegato.
Le staminali pluripotenti indotte hanno
origine a partire da cellule adulte del corpo
mediante quel processo che prende il nome
di riprogrammazione. Le staminali vengono
per questo motivo considerate una fonte cellulare
preziosa in particolare per le terapie
avanzate di medicina rigenerativa. Per essere
conservate, le cellule staminali vengono solitamente
congelate; quando si tratta di riportarle
ad una temperatura idonea risulta perciò
fondamentale mantenerne la stabilità prima
di riprogrammarle nelle cellule che si desiderano
(ad esempio i neuroni). Ed è proprio in
questo passaggio che si determina la portata
della scoperta del gene ZNF398 ad opera del
team di ricerca guidato da Graziano Martello.
Fino ad oggi, infatti, i metodi impiegati
per la stabilizzazione delle cellule staminali si
erano basati su metodologie empiriche. Nello
specifico, i ricercatori sanno da sempre che
per conservare senza rischi le cellule staminali
scongelate è necessario aggiungere ogni
giorno una particolare molecola che prende
il nome di TGF-beta, che esercita un’azione
da inibitore impedendo alle cellule di differenziarsi.
Questo procedimento, però, prima
dell’identificazione compiuta dall’Università
di Padova in collaborazione con l’Università
di Torino, veniva compiuto senza comprendere
esattamente quali fossero le dinamiche che
consentivano la conservazione delle staminali
stesse. Al team di ricerca padovano, composto
da giovani ricercatori tutti sotto i 40 anni, il
merito di essere riuscito a svelare l’arcano: scoprire
cioè come agisce la proteina TGF-beta
che impedisce la differenziazione delle cellule.
Piccolo indizio: c’entra il gene ZNF398, il
famoso “Forever young” di cui accennavamo
all’inizio. Quando la proteina TGF-beta viene
somministrata, infatti, la reazione che scaturisce
determina l’attivazione del gene di cui
sopra, ribattezzato appunto ZNF398. Come
ha spiegato Graziano Martello del Dipartimento
di Medicina Molecolare dell’Università
di Padova, la scoperta è il risultato di cinque
anni di lavoro. Il coordinatore dello studio ha
precisato che il gene identificato è quello che
da solo consente di mantenere le staminali indifferenziate.
Ma com’è stato possibile arrivare a questa
scoperta così importante per la medicina
rigenerativa? I ricercatori hanno confrontato
il comportamento delle cellule in presenza
o assenza della proteina TGF-beta e isolato
i primi geni che nelle staminali sembravano
risultare influenzati dalla proteina. Ovviamente
sono in tanti, adesso, a chiedersi quali
implicazioni, e soprattutto, quali applicazioni
potrà avere la scoperta compiuta dall’ateneo
patavino in collaborazione con quello torinese.
Sulla questione, il coordinatore del team
di ricerca è stato molto chiaro: lo studio non
servirà a curare una specifica patologia ma
avrà un impatto su tutte le malattie che oggi
vengono studiate grazie alle cellule staminali
pluripotenti. Martello ha rimarcato come
fino a dieci anni fa, a livello internazionale,
fossero pochi i laboratori che lavoravano su
queste cellule, mentre oggi un grande nume-
Una scoperta che aiuterà
i laboratori mondiali
spiegare la metodologia utilizzata
dal team di ricerca che
A
ha portato alla scoperta del gene
ZNF398 sono stati Irene Zorzan e
Marco Pellegrini del Laboratorio
di Biologia delle cellule staminali
pluripotenti dell’Università di Padova
che hanno condotto lo studio.
I ricercatori hanno detto di essere
partiti selezionando un campione
di circa 4.000 geni, ridotti poi a 15
attraverso una serie di validazioni.
Fatto ciò li hanno provati in maniera
sperimentale uno a uno. Per
ciascun gene sono serviti circa due
mesi di lavoro, motivo per cui la fase
di test è durata in tutto quasi due
anni. Al termine degli esperimenti
non c’erano più dubbi: ZNF398
era il gene che stavano cercando.
Questa scoperta permetterà a molti
laboratori in tutto il mondo di migliorare
il processo di mantenimento
delle staminali umane una volta
scongelate. I risultati validati dallo
studio pubblicato valgono anche
nell’ambito della riprogrammazione
delle staminali.
ro di progetti di ricerca si basa proprio sulle
staminali. Questa scoperta consentirà quindi
di conservare meglio le cellule staminali pluripotenti
e controllarne adeguatamente la differenziazione,
offrendo uno strumento potente
ed estremamente affidabile. Il metodo usato
dal team di Martello prende il nome di microfluidica,
tecnologia che porta la firma del
professor Nicola Elvassore del Dipartimento
di Ingegneria Industriale dell’Università di
Padova, che consente di coltivare le cellule in
piccoli tubi di silicone biocompatibile e che di
recente ha dato modo ai ricercatori patavini
di creare per la prima volta cellule staminali
pluripotenti primitive - ovvero simili a quelle
degli embrioni - partendo da cellule adulte.
A guidare il team dell’Università di Torino è
stato Salvatore Oliviero, docente di Biologia
molecolare presso il Dipartimento di Scienze
della Vita e Biologia dei Sistemi e responsabile
della piattaforma di analisi genomiche presso
il Centro Interdipartimentale di Biotecnologie
Molecolari e l’Italian Institute for Genomic
Medicine di Candiolo, ente strumentale della
Compagnia di San Paolo. (D. E.).
Il Giornale dei Biologi | Maggio 2020
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