Quasi 150 anni fa, gli scienziati scoprirono che le cellule del sangue specializzate svolgono un ruolo vitale nella protezione del sistema immunitario contro infezioni e malattie.
Alcuni gruppi di questi globuli bianchi, ora conosciuti come neutrofili, presentano un nucleo strutturato in modo sorprendentemente diverso dalla maggior parte dei nuclei. La maggior parte delle cellule presenta nuclei rigidi di forma rotonda o ovale, ma i neutrofili differiscono in quanto i loro nuclei adottano strutture lobulari multiple simili a quelle delle disposizioni dei petali dei fiori.
Queste forme nucleari uniche consentono ai neutrofili di viaggiare in tutto il corpo per identificare e combattere gli agenti patogeni invasori. Anche se ormai si sa molto sul ruolo dei neutrofili nella lotta alle infezioni, il modo in cui queste peculiari strutture nucleari vengono assemblate è rimasto enigmatico sin dagli anni Ottanta dell’Ottocento.
Informare NaturaIndumathi Patta, ricercatrice post-dottorato della Scuola di Scienze Biologiche dell’Università della California a San Diego, e il professor Cornelis Murre, in collaborazione con il dottor Ming Hu della Cleveland Clinic Foundation, hanno decifrato il puzzle mutevole del nucleo dei neutrofili.
“Ora sappiamo come vengono assemblate queste forme nucleari ed è un processo meraviglioso”, ha affermato Murre, un illustre professore del Dipartimento di Biologia Molecolare.
Utilizzando una combinazione di antiche procedure di colorazione combinate con tecniche avanzate, chiamate studi di cattura della conformazione dei cromosomi, i ricercatori hanno svelato come vengono assemblati i nuclei simili a fiori. Mentre i cromosomi delle cellule arrotondate si ripiegano in fasci impilati di anse di DNA, i genomi dei neutrofili mancano di tali anse. Sorprendentemente, quando i ricercatori hanno rimosso gli anelli di cromatina, le cellule progenitrici hanno rapidamente convertito forme nucleari rotonde in disposizioni di petali di fiori come quelle trovate nei neutrofili. Questa semplice conversione è stata sufficiente anche per attivare migliaia di geni associati a un programma genetico infiammatorio che consente ai neutrofili di combattere i batteri invasori.
Dopo aver svelato il problema dell’assemblaggio dell’anello dei neutrofili, i ricercatori ora credono di avere le istruzioni per guidare lo sviluppo di nuove forme nucleari.
“Ciò apre potenzialmente un nuovo entusiasmante capitolo nelle terapie immunitarie poiché teoricamente dovrebbe essere possibile modificare la struttura nucleare delle cellule immunitarie killer in modo che possano invadere più facilmente ambienti solidi e complessi, come i tumori”, ha affermato Murre. “Essenzialmente, questo potrebbe portare alla progettazione di nuove forme nucleari nelle cellule immunitarie effettrici, che è un nuovo concetto nello sviluppo di terapie”.
Gli autori dello studio includono: Indumathi Patta, Maryam Zand, Lindsay Lee, Shreya Mishra, Alexandra Bortnick, Hanbin Lu, Arpita Prusty, Sara McArdle, Zbigniew Mikulski, Huan-You Wang, Christine Cheng, Kathleen Fisch, Ming Hu e Cornelis Murre .
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