Nell’ambito del corso cercheremo di rispondere a diverse domande, da quelle che sono le proprietà biologiche delle cellule staminali fino a cercare di capire perché queste cellule non funzionino in alcuni contesti ambientali e condizioni patologiche; vedremo anche quali sono i meccanismi molecolari e cellulari alla base sia dei processi di omeostasi tissutale che dei processi di rigenerazione e riparo dei tessuti (wound healling).

Per quanto riguarda il tessuto nervoso, quello che è importante sottolineare, è che l’audizione ad attivare processi rigenerativi su tutti i tessuti si è riaccesa quando è stato sfatato uno dei dogmi centrali della neurobiologia, avanzato dal premio Nobel Cajal, vissuto all’epoca di Golgi. Cajal aveva detto, sulla base delle osservazioni e dei mezzi che aveva a disposizione, che il sistema nervoso è un tessuto statico che non aveva la capacità di rigenerarsi in seguito ad un trauma. Parecchi anni dopo (quasi ai nostri giorni) si è capito però che anche a livello del sistema nervoso esistono alcune cellule staminali.

La storia della medicina rigenerativa ci dice che sostanzialmente ci sono delle specie animali che rigenerano molto meglio di altre. La lucertola, ad esempio, se perde la coda o un arto è in grado di rigenerarli e di rigenerare nel contempo anche le strutture ad essi collegate (un parte di midollo spinale se si sta rigenerando la coda), è in grado anche di rigenerare un cuore o un cervello danneggiati.

Perché alcune specie rigenerano meglio di altre?

Perché alcuni tessuti rigenerano meglio di altri?

Anche all’interno di uno stesso organismo ci sono dei tessuti, ad esempio la pelle o i globuli rossi (rinnovati ogni 120giorni) che si rinnovano molto più velocemente rispetto ad altri come il tessuto cardiaco o il tessuto nervoso.

La prima descrizione scritta di medicina rigenerativa la troviamo nel V secolo A.C. ad opera di Protagora che racconta il mito di Prometeo (Titano che rubò il fuoco agli Dei per donarlo agli uomini, venne punito da Zeus con un’aquila che mangiava costantemente il suo fegato che, durante la notte, rigenerava per essere mangiato di nuovo il giorno dopo). Sicuramente Protagora non conosceva quali erano i meccanismi molecolari e cellulari del “wound healing” e della rigenerazione epatica. Nonostante ciò lo scrittore ha scelto proprio il fegato, e non il cuore, facendo osservazioni su animali che, colpiti in regioni vitali come alla testa o al cuore, non sopravvivevano, ciò non accadeva se venivano colpiti in altri organi, come il fegato.

Passando dalla mitologia ai meccanismi evolutivi, una delle acquisizioni sperimentali che sono venute alla luce nel corso degli anni riguardano delle specie animali che rigenerano più delle altre. Questo lo dobbiamo soprattutto agli studi di un naturalista ginevrino Abraham Trembley (1710-1784) il quale faceva ricerche su un organismo abbastanza semplice, il polipo di acqua dolce, detto anche hydra. Trembley riusciva a tagliare questo polipo sia in senso longitudinale, sia in senso trasversale e notò che la parte che rimaneva da uno dei due tagli era in grado di rigenerare completamente la parte mancante. Dall’amputazione di questa specie animale in due, quindi, si ottenevano due specie animali distinte e completamente normali. Questa è la base di quello che poi Trembley ha definito: rigenerazione bidirezionale che è a carico anche di altre specie animali (Planaria, verme, stella marina). Proseguendo verso la scala evolutiva e passando ad organismi più complessi come possono essere gli anfibi e i rettili “si perde qualcosa”: tagliando a metà una lucertola ad esempio, questa non è in grado di rigenerare. Si è visto però che se vengono amputate o danneggiate alcune regioni del corpo (gli arti o la coda, con annesso midollo spinale) di questi organismi semplici, ma comunque più complessi dell’hydra, essi sono in grado di rigenerarli e ripararli. Questa rigenerazione, per distinguerla da quella bidirezionale di Trembley, viene definita come rigenerazione unidirezionale (non rigenerazione dell’intero corpo ma solo si parti di esso).