L’intestino umano è composto da più di 40 metri quadrati di tessuto, con una moltitudine di pieghe sulla sua superficie interna per aumentare l’assorbimento dei nutrienti. L’intestino ha anche la caratteristica unica di essere in un continuo stato di auto-rinnovamento. Ciò significa che circa ogni 5 giorni tutte le cellule delle sue pareti interne si rinnovano per garantire la corretta funzione intestinale. Fino ad oggi, gli scienziati sapevano che questo rinnovamento poteva avvenire grazie alle cellule staminali, che sono protette nelle cosiddette cripte intestinali e che danno origine a nuove cellule differenziate. Tuttavia, il processo che porta alla forma concava delle cripte e alla migrazione delle nuove cellule verso i picchi intestinali era sconosciuto.

Ora, un team internazionale ha decifrato i meccanismi che portano le cripte ad adottare e mantenere la loro forma concava, e come si verifica il movimento di migrazione delle cellule verso i picchi.

Lo studio ha combinato la modellazione al computer con esperimenti con organoidi intestinali e dimostra che questo processo è possibile grazie alle forze meccaniche esercitate dalle cellule.

I ricercatori hanno sviluppato mini-intestini, organoidi che assomigliano alla struttura tridimensionale di picchi e valli, riproducendo le funzioni dei tessuti in vivo. Utilizzando tecnologie di microscopia sviluppate dallo stesso gruppo, gli esperti hanno condotto per la prima volta esperimenti ad alta risoluzione che hanno permesso loro di ottenere mappe 3D che mostrano le forze esercitate da ogni cellula. Inoltre, con questo modello in vitro, gli scienziati hanno dimostrato che il movimento di nuove cellule verso il picco è anche controllato da forze meccaniche esercitate dalle cellule stesse, in particolare dal citoscheletro, una rete di filamenti che determina e mantiene la forma delle cellule.

Il nuovo modello di mini-intestino permetterà di condurre ulteriori studi su malattie come il cancro, la celiachia o la colite in condizioni riproducibili e reali, in cui c’è una proliferazione incontrollata di cellule staminali o una destrutturazione delle pieghe. Inoltre, gli organoidi intestinali possono essere prodotti con cellule umane e utilizzati per lo sviluppo di nuovi farmaci o per lo studio del microbiota intestinale.

Fonte: Nature Cell Biology