Topi: staminali alveolari cambiano identità per riparare le vie aeree

Immaginate un polmone le cui vie aeree siano state private del loro rivestimento. L'organismo deve ricostruirlo con le cellule di cui dispone, e per anni l'attenzione si è concentrata sulle cellule staminali che vivono già all'interno di quelle vie aeree. Un team cinese ha ora dimostrato, nei topi, che anche cellule staminali provenienti da altre parti possono compiere lo stesso viaggio. Alcune cellule staminali alveolari di tipo 2 (AT2), quelle che rinnovano le piccole sacche d'aria in cui avviene lo scambio di ossigeno, hanno lasciato quelle sacche, sono passate nelle piccole vie aeree e si sono trasformate in cellule mature del rivestimento delle vie aeree.

La domanda era rovesciata. Studi precedenti avevano documentato il passaggio di cellule club e cellule neuroendocrine dalle vie aeree agli alveoli, per contribuire alla riparazione del tessuto degli scambi gassosi. Il percorso inverso era molto meno conosciuto. Per seguirlo, i ricercatori hanno utilizzato una tecnica chiamata tracciamento genetico cellulare a doppia ricombinasi, che marca un gruppo di cellule in modo da poterne seguire i discendenti dopo la lesione. Hanno poi danneggiato le vie aeree in due modi: con una sostanza chimica che distrugge selettivamente le cellule club e con topi geneticamente modificati, in cui specifiche cellule delle vie aeree potevano essere eliminate con la tossina difterica. Al microscopio e attraverso analisi molecolari su singole cellule, il team ha osservato le cellule convertite maturare fino a somigliare a quelle native delle vie aeree. In un esperimento di lesione chimica, circa il 52% delle cellule club rigenerate proveniva dalle cellule AT2 dopo quattro settimane.

Lo spostamento segue una catena di segnali che si legge quasi come una serie di istruzioni. Le cellule immunitarie che affluiscono nelle vie aeree lesionate rilasciano SPP1, una proteina che si lega a un recettore chiamato integrina β1 sulle cellule degli alveoli e le attira verso la ferita. Una volta arrivate, le cellule attraversano una breve fase intermedia contrassegnata da CLDN4. Poi le cellule ciliate vicine inviano segnali Notch, tramite una molecola chiamata JAG1, che innescano la loro trasformazione in cellule club. I ricercatori hanno constatato che spezzare uno qualsiasi di questi anelli, che si tratti di SPP1, integrina β1, CLDN4 o Notch, rallentava la migrazione e ritardava la riparazione.

Per i pazienti, la domanda pratica è che cosa accadrà ora, e la risposta onesta è che lo studio non lo dice ancora. I risultati provengono dai topi e gli elementi disponibili non descrivono alcuna sperimentazione sull'uomo, nessuna tempistica e nessuna terapia. Ciò che il lavoro cambia è la mappa di da dove può arrivare la riparazione delle vie aeree. Le strategie attuali per le malattie delle vie aeree si concentrano sulle cellule staminali già presenti al loro interno; gli autori sostengono che le cellule che vivono negli alveoli possono fare molto più che mantenerle, il che amplia il campo della medicina rigenerativa. Stabilire se questi segnali possano essere stimolati nelle persone con asma, polmonite o bronchiectasie è una questione per esperimenti futuri, e serviranno anni prima che diventi una questione clinica.