Un gruppo internazionale di ricercatori coordinato dal Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) ha individuato un nuovo meccanismo biologico che spiega come le cellule regolano la secrezione di proteine in base alla rigidità dei tessuti che le circondano. Lo studio, pubblicato sulla rivista Advanced Science, offre nuove prospettive per la comprensione e il trattamento di patologie come fibrosi e tumori.
Il sistema di trasporto all’interno di ogni cellula
All’interno di ogni cellula è presente un sistema di trasporto estremamente complesso, noto come apparato secretorio, che gestisce il movimento di proteine e lipidi sia verso le diverse aree cellulari sia verso l’esterno. I ricercatori hanno scoperto che questo processo varia in risposta agli stimoli meccanici provenienti dall’ambiente circostante: quando il tessuto è più rigido, le cellule aumentano la loro attività di secrezione.
Il progetto è stato condotto da studiosi e studiose del Cnr-Istituto di Nanotecnologia di Lecce (Cnr-Nanotec) e del Cnr-Istituto degli Endotipi in Oncologia, Metabolismo e Immunologia di Napoli (Cnr-Ieomi), in collaborazione con l’Istituto Telethon di Genetica e Medicina (TIGEM), la Fondazione Istituto Nazionale di Genetica Molecolare (INGM), l’Università degli Studi di Milano, l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) e l’Università dell’Alabama a Birmingham.
I risultati della ricerca
Secondo i risultati, le cellule non operano in modo isolato ma interagiscono costantemente tra loro e con il microambiente che le circonda. “Le cellule del nostro corpo vivono una vera e propria ‘vita sociale’ – spiega Riccardo Rizzo, ricercatore del Cnr-Nanotec e coordinatore dello studio –. Grazie a tecniche avanzate di microscopia e analisi proteomiche, abbiamo osservato che la rigidità del tessuto influenza il rilascio di sostanze all’esterno: su superfici più rigide, la secrezione aumenta in modo significativo. Questo fenomeno è cruciale per la comunicazione cellulare e per il corretto funzionamento dei tessuti, oltre ad avere implicazioni rilevanti nello sviluppo di malattie come la fibrosi e il cancro”.
Le analisi sperimentali sono state condotte nei laboratori del Tecnomed Puglia, il Tecnopolo per la medicina di precisione situato presso il Cnr-Nanotec di Lecce. “Abbiamo anche identificato una catena di segnali interni che consente alle cellule di percepire la rigidità dell’ambiente e di regolare il destino delle proteine – aggiunge Domenico Russo, ricercatore del Cnr-Ieomi e co-autore dello studio –. In base alle caratteristiche meccaniche del tessuto, le proteine vengono indirizzate verso la secrezione o verso la degradazione”.
Scoperta che chiarisce un aspetto chiave
Questa scoperta aiuta a chiarire un aspetto chiave dei processi patologici che caratterizzano la fibrosi e i tumori, nei quali i tessuti diventano progressivamente più rigidi. “In condizioni anomale – spiegano i ricercatori – la maggiore rigidità dei tessuti stimola le cellule a secernere ulteriori proteine, che a loro volta irrigidiscono ancora di più l’ambiente, generando un circolo vizioso che favorisce la progressione della malattia”.
I risultati ottenuti rappresentano un passo avanti decisivo nella comprensione della regolazione meccanica della secrezione cellulare. Sapere che la rigidità dei tessuti può modulare il comportamento delle cellule apre la strada a nuove strategie terapeutiche per contrastare la fibrosi, i tumori e altre patologie legate alle alterazioni meccaniche dell’ambiente cellulare.