Le cellule di tuft, piccole e poco conosciute fino a pochi anni fa, stanno emergendo come veri e propri pilastri della rigenerazione del tessuto intestinale umano.
Uno studio pubblicato su Nature ha svelato che queste unità biologiche, presenti nell’epitelio intestinale, hanno la straordinaria capacità di agire come staminali rigenerative in risposta a danni, compresi quelli causati da lesioni gravi quali le radiazioni. Ma come operano e quali sono le implicazioni per la medicina rigenerativa?
Le cellule di tuft: cosa sono e qual è la loro funzione?
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Le tuft sono cellule epiteliali specializzate che si trovano in diverse parti del corpo.
Il loro nome deriva dalla loro forma caratteristica, con una sorta di “ciuffo” di microvilli sulla loro superficie. Originariamente erano conosciute per il loro ruolo nel sistema immunitario, in particolare per la capacità di rilevare la presenza di patogeni intestinali e attivare risposte immunitarie difensive.
Tuttavia, nuovi studi hanno messo in evidenza la loro funzione molto più complessa e versatile.
Hanno infatti dimostrato che, in situazioni di stress o danno, possono diventare vere e proprie cellule staminali rigenerative.
Le cellule di tuft si trovano principalmente nel tratto intestinale.
Sono inoltre presenti in altri organi come i polmoni, il fegato e il tratto urinario. In questi tessuti, sono coinvolte non solo nella difesa immunitaria, ma anche nel mantenimento dell’integrità epiteliale e nella rigenerazione dopo lesioni.
Tuttavia, il loro ruolo nella rigenerazione intestinale non era ancora chiaro fino a poco tempo fa.
Cosa che ha spinto un gruppo di ricercatori dell‘Hubrecht Institute, nei Paesi Bassi, a indagare più a fondo, usando un modello innovativo di organoidi intestinali umani. Cosa sono?
Organoidi intestinali: la chiave per comprendere il ruolo rigenerativo delle cellule di tuft
Gli organoidi intestinali sono piccole strutture tridimensionali che imitano la composizione e la funzione dell’intestino reale.
Sono costituiti da vari tipi di cellule epiteliali, tra cui proprio le tuft, e rappresentano un modello eccellente per studiare il comportamento delle cellule in condizioni controllate, senza la necessità di eseguire esperimenti direttamente su tessuti umani.
Tra le scoperte più sorprendenti emerse la capacità di queste strutture di proliferare e differenziarsi in altri tipi di cellule epiteliali, comportamento tipico delle staminali.
Questo risultato ha aperto nuove prospettive nel campo della biologia cellulare, suggerendo che le tuft possano agire come una sorta di “riserva” di staminali, pronte ad attivarsi in situazioni di emergenza o danno tissutale.
La straordinaria resistenza delle cellule di tuft ai danni da radiazioni
Un aspetto che rende le cellule di tuft particolarmente interessanti dal punto di vista terapeutico è la loro capacità di sopravvivere e funzionare anche dopo gravi danni, come quelli causati dalle radiazioni. In molte terapie oncologiche, le radiazioni possono danneggiare in modo irreparabile le cellule staminali e progenitrici dell’epitelio intestinale, compromettendo gravemente la capacità dell’intestino di rigenerarsi. Le cellule di tuft, invece, hanno dimostrato di essere resistenti a questi danni e di poter continuare a proliferare, contribuendo alla riparazione dell’epitelio.
Questo comportamento è stato definito dai ricercatori come quello di “cellule staminali di riserva”: una popolazione di cellule che rimane dormiente fino a quando non viene attivata da segnali di stress o danno.
Lulu Huang, co-autrice dello studio, ha spiegato che gli organoidi privati delle tuft non erano in grado di riparare i danni da radiazioni. Questo suggerisce che le cellule di tuft potrebbero essere sfruttate per sviluppare nuove terapie rigenerative, non solo per trattare le lesioni intestinali, ma anche per riparare i danni in altri tessuti del corpo. Ma c’è di più.
La transdifferenziazione
Quando vengono attivate, le tuft possono non solo proliferare, ma anche transdifferenziarsi.
In pratica, riescono a trasformarsi in altri tipi di cellule epiteliali, come quelle assorbenti o secernenti mucina. Questo processo è fondamentale per ripristinare la normale funzione dell’intestino dopo un danno. Garantisce infatti che tutte le tipologie di cellule necessarie vengano rapidamente rigenerate.
Implicazioni per la medicina rigenerativa
Le scoperte relative alle cellule di tuft potrebbero avere enormi implicazioni per la medicina rigenerativa, un campo in rapido sviluppo che mira a riparare o sostituire i tessuti danneggiati.
La capacità di queste cellule di resistere a danni estremi e di promuovere la rigenerazione tissutale le rende candidate ideali per nuove terapie che mirano a trattare lesioni intestinali gravi.
Pensiamo ad esempio a quelle causate da malattie infiammatorie croniche dell’intestino (come il morbo di Crohn o la colite ulcerosa) o da trattamenti oncologici.
Inoltre, il fatto che le cellule di tuft siano presenti anche in altri organi apre la strada a studi futuri sul loro ruolo nella rigenerazione di tessuti extra-intestinali.
Ad esempio, potrebbero essere impiegate per rigenerare il tessuto polmonare dopo danni causati da infezioni o in malattie croniche come la broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO).
Una nuova frontiera nella ricerca sulle cellule staminali
Gli scienziati continueranno a esplorare il potenziale delle tuft, non solo nell’intestino, ma anche in altri organi.
Obiettivo? Sfruttare le loro straordinarie capacità rigenerative in ambito clinico.
Se le ricerche avranno successo, potremmo presto assistere a un vero e proprio cambiamento di paradigma nella medicina rigenerativa.
Si potranno ad esempio sviluppare nuovi trattamenti capaci di migliorare drasticamente la qualità della vita dei pazienti.
Fonti
Lulu Huang et al, Le cellule di Tuft agiscono come cellule staminali rigenerative nell’intestino umano, Nature (2024).
Hubrecht Institute, Tuft cells as regenerative stem cells in the human intestine.