Le marcate differenze nel comportamento delle cellule staminali scheletriche non sono frutto del caso, ma il risultato di una vera e propria memoria biologica trasmessa nel tempo. È quanto emerge da uno studio condotto dall’Istituto dei Sistemi Complessi del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr-Isc) insieme alla Sapienza Università di Roma. La ricerca mostra che le cellule staminali sono in grado di trasferire alle generazioni successive informazioni determinanti, capaci di influenzarne il destino: continuare a dividersi oppure interrompere la propria attività proliferativa.
Al centro della scoperta c’è un concetto derivato dalla fisica, definito “inheritance entropy” (entropia da eredità). Durante la divisione cellulare, una cellula staminale dà origine a una discendenza che si sviluppa come un vero e proprio albero genealogico. In questo processo, alcuni rami mantengono un’elevata capacità di proliferazione, mentre altri smettono di crescere dopo poche generazioni. Finora gli scienziati non erano riusciti a stabilire se questo arresto fosse il risultato di eventi casuali o di un meccanismo biologico già programmato. I risultati dello studio indicano invece che il destino proliferativo delle cellule è fortemente influenzato dalla loro storia familiare: una sorta di memoria ereditaria che guida il comportamento delle generazioni successive.
“La chiave di questa scoperta risiede nel calcolo dell’entropia, un concetto che in fisica misura il grado di disordine di un sistema”, spiega Andrea Cavagna (Cnr-Isc), tra gli autori dello studio. “Abbiamo scoperto che in certi punti dell’albero genealogico si attiva una modificazione epigenetica – cioè un cambiamento che influenza il comportamento cellulare senza alterare il DNA – che agisce come un conto alla rovescia biologico per tutti i futuri discendenti”. Questa sorta di “interruttore” non blocca subito la crescita, ma agisce con un effetto ritardato: la cellula continua a dividersi per alcune generazioni, ma la sua discendenza finisce progressivamente per fermarsi. “Questo intervallo di tempo crea uno schema altamente organizzato all’interno della colonia”, continua Cavagna. “È proprio questo surplus di ordine a ridurre l’entropia, dimostrando che la crescita delle staminali segue regole molto più strutturate del previsto, guidate da una memoria ancestrale e non dal caso”.
La scoperta promette importanti ricadute nella medicina rigenerativa e nello studio dell’invecchiamento dei tessuti. Inoltre, lo strumento dell’entropia ereditaria potrà essere applicato in futuro nella ricerca oncologica, per verificare se la resistenza ai farmaci sviluppata da alcune cellule tumorali segua una linea ereditaria analoga all’interno del loro albero genealogico.
Vuoi ricevere le notifiche sulle nostre notizie più importanti?