Un team di ricercatori guidato da Christian Schröter presso l’Istituto Max Planck di Fisiologia Molecolare a Dortmund ha scoperto come l’interazione tra due molecole di segnalazione, FGF e BMP, influisca sulla scelta delle cellule staminali durante lo sviluppo embrionale. I risultati, pubblicati sulla rivista Biology Open, gettano luce sulla differenziazione cellulare e hanno implicazioni per la coltivazione di tessuti mirati nelle terapie di sostituzione cellulare.

Durante lo sviluppo embrionale, le cellule staminali prendono decisioni cruciali poco dopo il concepimento. In questa fase inizia la gastrulazione, che porta alla formazione di strati germinativi: l’ectoderma, il mesoderma e l’endoderma, che alla fine daranno origine agli organi interni. Il destino delle cellule staminali nell’embrione precoce è determinato da una combinazione di molecole di segnalazione, tra cui BMP, FGF, Wnt e Nodal, che sono prodotte dai tessuti circostanti. La composizione specifica di questa combinazione determina il tipo di cellula che si formerà.

Fino ad ora, il ruolo di FGF, una molecola importante nella migrazione e crescita delle cellule staminali, era sconosciuto. Attraverso la sua ricerca, Schröter e il suo team hanno scoperto che FGF agisce come un antagonista di BMP. Quando i livelli di FGF sono bassi, BMP ha un effetto più forte, che porta allo sviluppo delle cellule cardiache e del mesoderma extraembrionale. D’altra parte, livelli più alti di FGF sopprimono l’effetto di BMP, portando alla crescita delle cellule nell’asse posteriore del corpo.

Curiosamente, i ricercatori hanno scoperto che le cellule staminali possono influenzare il proprio destino. Anche quando alle cellule staminali viene ordinato di formare cellule cardiache attraverso un’esposizione continua a FGF, si sono sviluppati comunque diversi tipi di cellule. Ciò suggerisce che le cellule staminali hanno un effetto collettivo, comunicando con le cellule vicine per guidarne la differenziazione.

I risultati di questo studio avanzano la nostra comprensione della differenziazione cellulare e degli attori chiave coinvolti. In futuro, queste conoscenze potrebbero essere sfruttate per generare tipi specifici di cellule da cellule staminali per l’ingegneria del tessuto mirata e la sostituzione cellulare, come nel caso della rigenerazione del tessuto cardiaco. Tuttavia, la coltivazione selettiva di tipi di cellule specifici non è ancora possibile al giorno d’oggi.

Fonte:
– “Scientists show how the signaling molecules BMP and FGF guide cell differentiation during embryonic development,” Max Planck Society.