• planaria
• neoblasti
• cellule staminali
• 5-fluorouracile
• raggi X

Le planarie sono un noto sistema modello sperimentale per lo studio della rigenerazione tissutale e dei processi differenziativi e morfogenetici, essendo in grado di rigenerare qualsiasi parte del loro corpo in un breve periodo di tempo. Questa loro caratteristica è dovuta alla presenza di un’abbondante popolazione di cellule staminali genericamente chiamate neoblasti. I neoblasti sono, in realtà, una popolazione estremamente eterogenea, sia dal punto di vista funzionale che in relazione ai loro distinti profili di espressione genica. All’interno di questa popolazione è stata dimostrata l’esistenza di una sottopopolazione di neoblasti clonogenici, cioè vere cellule pluripotenti in grado di produrre e differenziarsi in tutti i tipi cellulari specializzati. Tuttavia la completa comprensione del funzionamento del compartimento “neoblasti” necessita ancora di ulteriori studi.
Una metodica comunemente utilizzata, per studiare le proprietà di queste cellule staminali e l’espressione dei loro specifici geni, è il confronto tra planarie non trattate e animali resi privi di cellule staminali mediante trattamento con alte dosi di raggi X.
Scopo della presente tesi è investigare l’utilizzo del 5-fluorouracile (5-FU), un noto chemioterapico, come strumento per eliminare selettivamente i neoblasti e produrre animali senza cellule staminali.
A questo proposito sono stati sviluppati diversi protocolli di trattamento, sia in relazione alla modalità di somministrazione, che alle dosi utilizzate. Il trattamento con 5-FU si è dimostrato efficace nel ridurre drasticamente il numero dei neoblasti, come evidenziato dall’analisi dell’espressione di un ampio pannello di noti marcatori di queste cellule. Non tutti i neoblasti sono scomparsi con la medesima tempistica, ma alcune specifiche sottopopolazioni sono risultate più a lungo resistenti. L’attività proliferativa, monitorata mediante immunofluorescenza della forma fosforilata dell’istone H3, ha rivelato che il numero di mitosi si è ridotto in tempi precoci in seguito al trattamento, tuttavia alcune cellule in mitosi sono state rinvenute anche in tempi tardivi nelle regioni del corpo dove sono state individuate sottopopolazioni resistenti, suggerendo che queste ultime potessero essere una specifica sottopopolazione slow cycling.
Al fine di comprendere se in seguito al trattamento le cellule staminali andassero incontro ad un precoce differenziamento o a morte, è stata condotta un’analisi di espressione di marcatori di progenie precoci post-mitotiche e un’analisi Tunel per evidenziare morte cellulare apoptotica. I livelli di espressione dei marcatori di progenie post-mitotica non sono mai aumentati, anzi hanno iniziato precocemente un lento declino, al contrario il saggio Tunel ha dimostrato l’ingente attivazione di morte cellulare.
In conclusione sono stati individuati dei protocolli di trattamento, efficaci nell’eliminare selettivamente le cellule staminali, da utilizzare in alternativa all’irraggiamento.
È stata identificata una nuova sottopopolazione di neoblasti, resistente transitoriamente al trattamento con il farmaco, contribuendo così alla comprensione della biologia di questa complessa popolazione.
Infine, è stato sviluppato un sistema modello attraverso il quale è possibile studiare, partendo dal trattamento con 5-FU, i meccanismi responsabili dei progressivi processi di invecchiamento cellulare e tissutale e saggiare l’attività di composti antiage.