Riprogrammare le cellule staminali provoca cambiamenti metabolici

I ricercatori dell’Università di Tsukuba hanno che la proteina KLF4 provoca cambiamenti metabolici nelle cellule. La proteina è un fattore di riprogrammazione usato per la produzione di cellule staminali pluripotenti indotte. Fino a oggi il suo funzionamento era poco chiaro, ma lo studio svela la catena di reazioni che la rendono essenziale per il processo. Adesso i ricercatori potranno sviluppare metodi di riprogrammazione ancora più rapidi ed efficaci.

Le cellule staminali pluripotenti indotte sono cellule somatiche riprogrammate in modo da acquisire alcune proprietà delle cellule staminali embrionali. Hanno molte applicazioni della medicina rigenerativa, specie perché le si può ottenere a partire dai tessuti del paziente stesso. Questo scongiura il rischio di rigetto, anche se rende il processo molto più lungo. Hanno inoltre un ruolo importante nella creazione di modelli in vitro per la ricerca medica.

I fattori genetici responsabili della riprogrammazione sono ben conosciuti. Sono invece poco chiari i meccanismi sottostanti la risposta ai cambiamenti nell’espressione genica. Con questa ricerca gli studiosi giapponesi hanno aggiunto un pezzo al puzzle, chiarendo il funzionamento del fattore di riprogrammazione KLF4. Saranno necessari altri studi per avere il quadro completo, ma è comunque un grosso passo in avanti.

Le cellule somatiche generano la loro energia in un processo che brucia ossigeno, detto fosforilazione ossidativa. Il processo prende luogo nei mitocondri, la parte delle cellule addetta al metabolismo e alla produzione di energia. Le cellule staminali hanno però dei mitocondri più piccoli e usano la glicolisi per generare energia in maniera anaerobica. Questo genere di funzionamento è infatti più adatto alle condizioni nelle quali le cellule staminali tendono a trovarsi. C’è quindi una differenza molto importante tra il metabolismo delle cellule somatiche e quello delle cellule staminali.

I ricercatori hanno sviluppato un sistema di trasferimento genetico che permette la conversione in cellule staminali pluripotenti indotte solo in presenza di KLF4. In questo modo si sono concentrati sul ruolo specifico della proteina. Hanno così scoperto che la proteina è necessaria per promuovere la proteina TCL1. Questa ha un ruolo chiave nell’incremento della glicolisi, poiché attiva un diverso processo metabolico, importante per la riproduzione delle cellule staminali. Inoltre TCL1 inibisce l’enzima mitocondriale necessario per la fosforilazione ossidativa. Un passaggio fondamentale per modificare il metabolismo cellulare e indurre la pluripotenza.

Fonte: eurekalert.org