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Vermi piatti: nuove porte per la rigenerazione degli organi

I nostri corpi sono perfettamente in grado di rinnovare miliardi di cellule ogni giorno, ma falliscono miseramente quando si tratta di sostituire gli organi danneggiati come i reni. Utilizzando il verme piatto Schmidtea mediterranea – famosa per la sua capacità di far ricrescere  animali completi da minuscoli granelli di tessuto, i ricercatori dello Stowers Institute for Medical Research hanno dimostrato come i nostri lontani cugini  rigenerano i propri sistemi escretori da zero. Nel processo, il team  Stowers,  guidato da Howard Hughes del Medical Institute e dal ricercatore Stowers Alejandro Alvarado Sanchez, Ph.D., ha indicato non solo i vermi piatti  come  modello utile per studiare la manutenzione dei tessuti e la rigenerazione degli organi, ma ha anche fornito nuovi indizi circa l’origine evolutiva di reni dei mammiferi. Il loro studio è pubblicato sull’ultimo numero della rivista Development. “Gli ultimi dieci anni di ricerche sui vermi piatti planarie hanno dimostrato che le planarie usano  più o meno lo stesso kit di strumenti molecolari per costruire i loro corpi come gli altri animali,” dice il primo autore Jochen Rink, Ph.D., un ex ricercatore  nel laboratorio di Sanchez e ora capo del gruppo presso il Max-Planck di biologia cellulare molecolare e Genetica di Dresda, in Germania. “A causa di questa somiglianza fondamentale tra tutti gli animali, la comprensione di come un verme assembla suo sistema escretore può benissimo essere rilevante per comprendere la fisiologia e la rigenerazione del rene negli esseri umani”, aggiunge. La maggior parte degli animali studiati in  laboratorio appartengono a due rami principali dell’ albero evolutivo della vita: topi, ratti, e salamandre sono parte della stirpe dei vertebrati, mentre i moscerini della frutta e il nematode Ceanorhabditis elegans appartengono alla stirpe che comprende gli animali mutanti. “La gente ha tratto conclusioni circa l’evoluzione di certi attributi, cercando esclusivamente in questi due rami”, dice Sanchez Alvarado. “Questo è come cercare di capire il vostro albero genealogico ignorando la discendenza materna per intero.”Al contrario, i vermi piatti, noti anche come planarie, fanno parte di un ramo che è stato ampiamente ignorato dalla moderna biologia molecolare. “I cosiddetti  lophotrochozoa  sono un gruppo incredibilmente vasto e diversificato di animali di cui sappiamo molto poco”, spiega Sanchez Alvarado.
Ciò che è noto è che – a differenza di moscerini della frutta e C. elegans – le planarie possiedono sistemi escretori molto complessi simili per molti aspetti ai reni dei mammiferi.”La planaria protonephridia è finora l’unico sistema  di invertebrati che unisce la filtrazione a pressione con modifica del filtrato simile ai nefroni dei mammiferi, l’unità base funzionale del rene”, spiega Rink. La loro anatomia, tuttavia, non è stata ben compresa. Quando Rink e il co-autore Hanh Vu Thi-Kim, Ph.D., uno studente laureato nel laboratorio Alvarado Sanchez, ha analizzato la loro struttura con l’ausilio della microscopia elettronica, gli scienziati hanno scoperto che i protonephridia planaria sono complessi organi epiteliali organizzati in modo coerente e gerarchico: un tubulo distale si dirama in tubuli prossimali, ognuno dei quali è sormontato da una cellula ciliata a fiamma  – così chiamata perché al microscopio il battito delle ciglia assomiglia ad una candela tremolante.
Ma ancora più importante, hanno notato che l’endotelio formando i tubuli è composto da una successione fissa di diversi tipi di cellule lungo la loro lunghezza che ricorda della condizione dei mammiferi.


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