Scoperte le regole che determinano la formazione delle cellule staminali nell'embrione

Le cellule che contengono un istone H3 metilato diventano staminali embrionali, il destino è nelle prime 4 cellule

E' stato scoperto ciò che regola la formazione delle cellule staminali embrionali destinate a creare il nascituro.
E' stato osservato che già dopo due divisioni cellulari, appena dopo la fecondazione, quando l'embrione è formato da sole quattro cellule, queste conoscono già il loro destino cioè se diventeranno o no delle staminali embrionali. Questa importante scoperta è stata fatta da un team di ricercatori guidati da Magdelena Zernicka-Goetz della University of Cambridge nel Regno Unito, studiando embrioni di topolini.
Questi risultati mettono in discussione il fondamento dell'embriologia secondo cui il destino delle cellule di un embrione si compie solo dopo la formazione di otto cellule e provocherà ripercussioni anche nell'ambito della ricerca sulle staminali. "I risultati da noi ottenuti danno una chiave concreta per manipolare le cellule dell'embrione affinchè sviluppino le proprietà delle staminali embrionali", spiega Zernicka-Goetz.
La storia dell'embrione inizia con la formazione dello zigote che avviene quando l'oocita incontra lo spermatozoo.

Lo zigote inizia quindi a moltiplicarsi andando incontro a successive divisioni cellulari. Con la prima divisione si passa da una cellula a due, con la seconda da due a quattro cellule, e così via con una crescita cellulare esponenziale. Queste prime cellule si chiamano blastomeri e inizialmente appaiono uguali tra loro, almeno fino alla terza divisione quando si ottengono otto cellule. E' proprio a questo stadio infatti che avviene il fenomeno della "compattazione" che porta i blastomeri a distinguersi formando la "massa cellulare interna" (ICM) da cui si formerà il feto e il rivestimento (trofoblasto) che darà vita alla placenta. Quindi finora si credeva che prima delle otto cellule non esistessero differenze tra i blastomeri e che il destino di questi ultimi fosse deciso solamente dal fatto che la cellula si trovi al punto giusto, al momento giusto.
Tuttavia ora gli scienziati hanno dimostrato che il destino dei blastomeri si compie già quando l'embrione è formato da quattro cellule e dipende dalla presenza o meno di particolari molecole, oltre che da orientamento e ordine delle prime divisioni cellulari. Gli esperti infatti hanno notato che la presenza della proteina istonica H3 svolge un ruolo chiave nel decidere quali cellule si trasformeranno in staminali embrionali. Solo le cellule che contengono alte concentrazioni di H3 metilata (cioè modificata dall'aggiunta di un metile, un gruppo chimico che condiziona il funzionamento del DNA cellulare), diventeranno staminali embrionali. Quindi la sua presenza nei blastomeri potrebbe accendere il DNA che dà il via alla formazione di staminali embrionali. Inoltre il team di Cambridge ha dimostrato che queste differenze fondamentali per il futuro delle cellule embrionali sono già chiare allo stadio di quattro cellule e in base ad esse possono stabilire con esattezza quali blastomeri daranno vita a staminali embrionali. Gli scienziati possono anche cambiare il loro destino modificando le concentrazioni cellulari di H3-metilata.
Quindi, in conclusione, modificando la concentrazione di H3-metilata in una fase molto precoce degli embioni di topo, si riesce a influenzare il destino dei blastomeri.

Redazione (12/01/2007)
Pubblicato in Biochimica e Biologia Cellulare
Tag: istone, H3, staminali embrionali

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