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Gli scienziati disfanno i meccanismi coinvolgere nell'integrità epiteliale

Per permettere al rinnovo del tessuto, i tessuti umani eliminano costantemente milioni di celle, senza compromettere l'integrità del tessuto, il modulo e la connettività. I meccanismi in questione nel mantenimento della questa integrità rimangono sconosciuti. Gli scienziati dal Institut Pasteur e dal CNRS oggi hanno rivelato un nuovo processo che permette che le celle eliminate temporaneamente proteggano i loro vicini dalla morte delle cellule, quindi mantenente l'integrità del tessuto. Questo meccanismo protettivo è vitale e se interrotto può piombo ad una perdita temporanea di connettività. Gli scienziati hanno osservato quello quando il meccanismo è disattivato, l'eliminazione simultanea di parecchie celle vicine compromette l'integrità del tessuto. Questa mancanza di integrità ha potuto essere responsabile di infiammazione cronica. I risultati della ricerca sono stati pubblicati nella cella inerente allo sviluppo del giornale il 2 giugno 2021.

Il epithelia umano è tessuti trovati in parecchie parti del corpo (quali l'epidermide e le mucose interne). Sono composte di livelli di celle attigue che serviscono da barriera fisica e chimica. Questo ruolo sta mettendo costantemente alla prova sia dall'ambiente esterno che dal loro proprio rinnovo. Il rinnovo del tessuto comprende la formazione di nuove celle da divisione cellulare e l'eliminazione delle celle morte. I meccanismi che regolamentano la capacità del epithelia di mantenere la loro integrità nei contesti che fanno partecipare tantissime celle eliminate rimangono capiti male, malgrado il fatto che questa situazione si presenti regolarmente durante l'embriogenesi o la manutenzione dei tessuti adulti. Per esempio, più di dieci miliardo celle possono eliminarsi ogni giorno in un intestino adulto. Come queste eliminazioni sono orchestrate per mantenere l'integrità e la connettività del tessuto?

Gli scienziati dal Institut Pasteur e dal CNRS hanno precisato per identificare i meccanismi coinvolgere nell'integrità epiteliale e le circostanze che possono pregiudicare la connettività epiteliale usando la drosofila (o le drosofile), un organismo hanno studiato nel laboratorio con una simile architettura epiteliale agli esseri umani.

Facendo uso agli degli indicatori fluorescenti proteina sensibili, il gruppo di ricerca ha rivelato che quando una cella muore, la via di EGFR-ERK - una via di segnalazione di attivazione delle cellule conosciuta per la sua partecipazione al regolamento della sopravvivenza delle cellule - temporaneamente è attivata nelle celle vicine. Gli scienziati hanno osservato che l'attivazione delle celle vicine protette di via di EGFR-ERK dalla morte delle cellule per circa un'ora, quindi impedente l'eliminazione simultanea di un gruppo di celle. “Già abbiamo saputo che questa via svolge un ruolo chiave nella sopravvivenza di regolamentazione delle cellule in tessuto epiteliale, ma siamo stati sorpresi osservare tale dinamica protettiva fra le celle,„ commentiamo Romain Levayer, testa della morte delle cellule ed unità epiteliale di omeostasi al Institut Pasteur ed ultimo autore dello studio.

La ricerca degli scienziati egualmente mostra che quello inibire questo meccanismo protettivo ha un effetto drastico sul tessuto epiteliale: l'eliminazione delle cellule diventa casuale e le celle vicine possono eliminarsi simultaneamente, piombo alle perdite ripetute di connettività. L'eliminazione dei gruppi di celle vicine non è osservata mai in tessuto epiteliale nelle circostanze normali, quando la via di EGFR-ERK non è inibita deliberatamente, anche se tantissime celle si eliminano.

Usando un nuovo strumento optogenetic che può gestire la morte delle cellule nel tempo e nello spazio ed oltrepassa il meccanismo protettivo, gli scienziati hanno confermato che l'integrità epiteliale è stata compromessa quando le celle vicine si sono eliminate simultaneamente.

Sorprendente, il tessuto epiteliale è altamente sensibile alla distribuzione spaziale delle celle eliminate. Sebbene possa resistere all'eliminazione di tantissime celle, l'integrità epiteliale è commovente se appena tre celle vicine si eliminano simultaneamente.„

Léo Valon, scienziato nella morte delle cellule ed unità epiteliale di omeostasi al Institut Pasteur e primo autore dello studio

Le osservazioni degli scienziati confermano che i tessuti devono sviluppare i meccanismi che impediscono l'eliminazione dei gruppi vicini di celle. “Queste osservazioni sono importanti poichè illustrano l'abilità ad organizzazione autonoma incredibile dei tessuti biologici, i beni che permettono loro di resistere alle circostanze stressanti. Così non c'è necessità per un conduttore di orchestrare dove e quando le celle dovrebbero morire; tutto è basato sulle comunicazioni altamente locali fra le celle vicine,„ aggiunge Romain Levayer.

Questo trattamento sembra essere conservato durante l'evoluzione. Lo stesso meccanismo protettivo basato sull'attivazione locale di EGFR-ERK è stato scoperto indipendente nelle linee cellulari umane dal gruppo di ricerca piombo da Olivier Pertz all'università di Berna in Svizzera (i risultati sono pubblicati nello stesso journal2). I risultati dell'altro studio indicano che il meccanismo protettivo è conservato fra le specie separate dalle centinaia di milioni di anni, indicanti che è un meccanismo relativamente universale.

La ricerca futura rivelerà se la rottura a questi meccanismo di coordinamento di morte delle cellule e perdita ripetuta di connettività in tessuto epiteliale potrebbe essere una delle root di infiammazione cronica, un fenomeno responsabile per varie malattie che sono corrente fra le cause della morte principali universalmente.

Source:
Journal reference:

Valon, L., et al. (2021) Robustness of epithelial sealing is an emerging property of local ERK feedback driven by cell elimination. Developmental Cell. doi.org/10.1016/j.devcel.2021.05.006.