Svolta nella produzione di sangue artificiale, un ‘segnale’ può farla decollare

(Adnkronos) – La fabbrica del corpo umano lo produce naturalmente, facendolo quasi sembrare facile come respirare. Ma in realtà dietro quel sistema perfetto che garantisce il costante afflusso di sangue nell'organismo c'è in azione un meccanismo complesso e ancora poco compreso, che rende ogni tentativo di replica una sfida. Ed è per questo che la produzione su larga scala di sangue artificiale, a cui lavorano da decenni diversi gruppi di scienziati con l'ambizione di trovare una fonte alternativa alle donazioni per soddisfare il fabbisogno sanitario del prezioso fluido, stenta a decollare. È un obiettivo fortemente inseguito per arrivare in futuro a spezzare la dipendenza dalle donazioni, che in caso di un rallentamento può portare a carenze, come succede spesso d'estate. Un nuovo studio potrebbe ora preparare il terreno alla svolta tanto attesa.  Un team di ricercatori dell'università di Costanza e della Queen Mary University di Londra ha compiuto un passo avanti verso l'obiettivo con una nuova scoperta. La biologa Julia Gutjahr, dell'Istituto di biologia cellulare e immunologia Thurgau dell'università di Costanza, in Germania, ha identificato con i colleghi dell'ateneo britannico il segnale molecolare, la chemochina Cxcl12, che innesca l'espulsione del nucleo da parte dei precursori dei globuli rossi, passaggio chiave nel successivo sviluppo dei globuli rossi.  La produzione di sangue richiede un tempismo perfetto, spiegano gli esperti. Nel corpo avviene nel midollo osseo. Le staminali si sviluppano in eritroblasti, precursori dei globuli rossi. "Nella fase finale dello sviluppo di un eritroblasto in eritrocita, questo espelle il suo nucleo. Questo processo avviene solo nei mammiferi, consentendo di fare più spazio all'emoglobina coinvolta nel trasporto dell'ossigeno", sottolinea Gutjahr. Sebbene il processo di maturazione delle cellule staminali in eritrociti sia ormai quasi ottimizzato, in precedenza non era chiaro quali fattori inducessero l'espulsione del nucleo. "Abbiamo scoperto che la chemochina Cxcl12, presente principalmente nel midollo osseo, può innescarla, sebbene in interazione con diversi fattori. Aggiungendo Cxcl12 agli eritroblasti al momento giusto, siamo stati in grado di indurre artificialmente l'espulsione del loro nucleo", illustra la scienziata.  
Solo in Germania, ricordano gli autori dello studio, sono necessarie ogni giorno circa 15mila unità di sangue. Questa scoperta, chiariscono gli esperti, rappresenta una svolta scientifica che in futuro dovrebbe contribuire a rendere la produzione di sangue artificiale molto più efficiente. Tuttavia, precisano, saranno ancora necessarie ulteriori ricerche. Gutjahr ha iniziato questo lavoro nel 2019 come ricercatrice post-dottorato nel laboratorio del professore Antal Rot alla Queen Mary University di Londra e sta proseguendo la sua ricerca all'università di Costanza. "Stiamo attualmente studiando come utilizzare Cxcl12 per ottimizzare la produzione artificiale di eritrociti umani", dice Gutjahr. Mentre Rot evidenzia che, "oltre all'immediata applicazione pratica per la produzione 'industriale' di globuli rossi", c'è un risvolto che riguarda la "comprensione dei meccanismi biologici cellulari coinvolti nelle risposte degli eritroblasti alle chemochine". "Mentre tutte le altre cellule migrano quando stimolate da Cxcl12, negli eritroblasti questa molecola di segnalazione viene trasportata all'interno della cellula, persino nel nucleo – continua Rot – Lì accelera la loro maturazione e contribuisce all'espulsione del nucleo. La nostra ricerca dimostra per la prima volta che i recettori delle chemochine agiscono non solo sulla superficie cellulare, ma anche all'interno della cellula, aprendo così prospettive nuove sul loro ruolo nella biologia cellulare".  
Le staminali rappresentano attualmente il metodo più efficace per la produzione di sangue artificiale, con l'espulsione nucleare che avviene in circa l'80% delle cellule. Tuttavia, le fonti di 'cellule bambine' sono limitate, in quanto si basano sull'isolamento dal sangue del cordone ombelicale o da donazioni di midollo osseo per il trattamento di specifiche patologie, non realizzabili per la produzione di massa di sangue per soddisfare esigenze cliniche. Recentemente però è diventato possibile riprogrammare diversi tipi di cellule in staminali e utilizzarle per generare globuli rossi. Questo approccio offre una fonte cellulare pressoché illimitata per la produzione di sangue artificiale, ma richiede molto più tempo e il tasso di successo per l'espulsione del nucleo è solo del 40% circa.  "Sulla base delle nostre nuove scoperte che evidenziano il ruolo chiave di Cxcl12 nell'innescare l'espulsione nucleare, possiamo aspettarci che l'utilizzo" di questa chemochina "apporterà un miglioramento significativo nella produzione da cellule riprogrammate", afferma Gutjahr. Se farla su larga scala diventasse possibile, potrebbero emergere un'ampia gamma di applicazioni: "Consentirebbe la generazione mirata di gruppi sanguigni rari, contribuirebbe a colmare carenze o permetterebbe ai singoli individui di riprodurre il proprio sangue per trattamenti specializzati in molte patologie diverse", sono gli esempi elencati dalla ricercatrice. —cronacawebinfo@adnkronos.com (Web Info)