Riassunto analitico
Le planarie (Phylum Platelminti, Classe Turbellari) sono ben note per la loro spiccata capacità rigenerativa, poiché riescono a ricostruire un intero organismo anche da piccoli frammenti del loro corpo. Questa loro capacità è data dalla permanenza nell’organismo adulto di un’ampia popolazione di cellule staminali pluripotenti denominate neoblasti ed è proprio per questa loro caratteristica che alcune specie quali Schmidtea mediterranea e Dugesia japonica sono diventate dei validi sistemi modello per lo studio dei meccanismi molecolari delle cellule staminali.
I neoblasti sono morfologicamente caratterizzati da un nucleo circondato da scarso citoplasma indifferenziato e si ritiene costituiscano, nelle specie asessuate, l’unica popolazione cellulare capace di proliferare. Sono continuamente reclutati, non solo durante i processi rigenerativi, ma anche nel turn-over di tutti i tipi cellulari differenziati che, nelle planarie, vengono frequentemente rinnovati.
I neoblasti sono uniformemente distribuiti nel parenchima delle planarie ad eccezione della parte anteriore della testa e del faringe anche se, alcune differenze specie specifiche della distribuzione dei neoblasti, sono state individuate. Un altro prezioso vantaggio offerto dallo studio dei neoblasti nelle planarie è che tali cellule possono essere selettivamente eliminate mediante trattamento con raggi X. Una dose di 30Gy garantisce la totale distruzione delle cellule staminali senza significative alterazioni nel numero delle cellule differenziate.
In queste condizioni l’animale muore in 3-4 settimane, data l’impossibilità di sostituire le cellule differenziate senescenti.
Sebbene morfologicamente molto simili, è stata più volte ipotizzata la coesistenza di diverse sottopopolazioni di neoblasti. Tali sottopopolazioni potrebbero essere costituite da diversi tipi di cellule staminali, sulle cui potenzialità (pluripotenza-multipotenza etc.) e plasticità non si conosce ancora niente. Alcune evidenze che supportano quest’ipotesi, prima fra tutte, l’isolamento e la caratterizzazione di un marcatore molecolare (DjPiwi-1) selettivamente espresso solo in un sottogruppo di neoblasti, hanno suggerito di cercare nuovi modi per identificare le sottopopolazioni di neoblasti.
Scopo di questa tesi è stato di indagare se, nelle planarie, è possibile identificare sottopopolazioni di neoblasti caratterizzate da diversi livelli di radiotolleranza. A questo scopo abbiamo sottoposto planarie intatte a diverse dosi di raggi X e monitorato le cellule staminali mediante:
a) l’analisi dell’espressione di marcatori specifici dei neoblasti come il gene DjMCM2, il gene DjPiwi-1 e il gene DjNos; b) l’analisi di marcatori generali di proliferazione cellulare con esperimenti di incorporazione di BrdU e valutazione dell’indice mitotico.
Questi esperimenti effettuati su cloni asessuati di Dugesia japonica hanno permesso di individuare dosi sub-letali di raggi X alle quali alcune sottopopolazioni di cellule staminali sono in grado di resistere. Tra queste popolazioni radiotolleranti uno specifico gruppo di cellule, preferenzialmente localizzato in prossimità del sistema nervoso centrale, è in grado di sopravvivere fino alla dose di 5Gy. Queste cellule sono capaci di ripopolare l’animale e di conferirgli le stesse caratteristiche di quelli non trattati. Questa sottopopolazione di cellule è in grado di ricostituire tutte le altre sottopopolazioni di neoblasti dimostrando la plasticità e l’interconnessione tra sottopopolazioni differenti di cellule staminali.
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