"Sun Wukong" del mondo cellulare, come liberarlo da sotto la "Montagna dei Cinque Elementi"?

Prodotto da: Science Popularization China

Autore: Wang Fei (dottorato in neuroscienze)

Produttore: China Science Expo

“72 cambiamenti” delle cellule staminali

Il gioco nazionale "Black Myth: Wukong" è diventato molto popolare di recente, non solo perché l'industria dei videogiochi nazionale ha fatto grandi progressi, ma anche perché l'immagine del Re Scimmia Sun Wukong che abbiamo creato è davvero classica. Così ho trovato la versione classica del 1986 di "Viaggio in Occidente" e l'ho riletta. L'immagine di Sun Wukong tornò a rivivere nella mia mente. Naturalmente oggi non voglio parlare solo di Sun Wukong, ma anche di un tipo di cellula del nostro corpo che gli è molto simile: le cellule staminali.

Manifesto del gioco "Black Myth: Wukong"

(Fonte dell'immagine: sito ufficiale del gioco Black Myth: Wukong)

Parlando di Sun Wukong, tutti i bambini sanno che ha la capacità di trasformarsi in 72 forme diverse. Le cellule staminali possono anche trasformarsi in 72 forme diverse, o anche di più. Le cellule staminali sono un tipo di cellula del nostro corpo con un potenziale illimitato. Possono trasformarsi in una varietà di cellule, come cellule nervose, cellule del sangue, cellule muscolari, cellule ossee, ecc. Inoltre, le cellule staminali possono trasformarsi da una a due, da due a quattro... da una cellula staminale si trasformano migliaia di cellule. Questo mi ricorda che Sun Wukong può trasformarsi in molti Sun Wukong semplicemente strappandogli un capello. Non è questo che si impara dalle cellule staminali?

Un'altra caratteristica è che le cellule staminali possono continuare a proliferare e si può dire che sono "immortali", il che è in un certo senso simile a Sun Wukong. Si può affermare che grazie alle cellule staminali è possibile sconfiggere molte malattie che incontriamo nel corso della nostra vita. Ad esempio, se un paziente è affetto da leucemia e non ha abbastanza globuli bianchi, le cellule staminali si trasformeranno in innumerevoli globuli bianchi. D'ora in poi non assisteremo più al doloroso finale della morte improvvisa del protagonista nelle fiction televisive.

Funzioni delle cellule staminali

(Fonte dell'immagine: The National Academies)

Abbiamo anche delle cellule staminali nel cervello, chiamate cellule staminali neurali. Tuttavia, le cellule staminali neurali nel cervello adulto sono più simili a Sun Wukong, schiacciato sotto la Montagna dei Cinque Elementi. Ha moltissime abilità, ma non riesce a usarle.

Come risvegliare le cellule staminali neurali dormienti nel cervello e liberare il loro potenziale illimitato per curare le malattie cerebrali è una questione fondamentale nella moderna ricerca scientifica e in campo medico. Non solo è di grande importanza salvare le cellule staminali nel cervello adulto, ma durante il processo di sviluppo umano, se le cellule staminali neurali non possono essere aperte e trasformate in altre cellule in tempo, ciò influirà anche sullo sviluppo del cervello e causerà disturbi dello sviluppo neurologico come microcefalia, autismo e paralisi cerebrale. Pertanto, attivare le cellule staminali neurali dormienti e consentire loro di produrre nuovi neuroni è fondamentale per la riparazione e la crescita del cervello.

Questo mi ricorda che l'episodio più importante di "Viaggio in Occidente" è quello in cui Tang Monk incontra Sun Wukong, intrappolato sotto la Montagna dei Cinque Elementi. Immaginate se non avesse preso quel sentiero, o non avesse visto la scimmia pelosa ai piedi della montagna, o se si fosse spaventato quando l'ha vista, non ci sarebbe stata alcuna storia delle ottantuno difficoltà che seguirono, e l'Impero Tang non avrebbe accolto le vere scritture del "Buddismo Mahayana".

Immagini dal Viaggio in Occidente

(Fonte foto: CCTV)

Sbloccare la "Montagna dei Cinque Elementi"

Come possiamo quindi rimuovere il sigillo sulle cellule staminali neurali e liberarle da sotto la "Montagna dei cinque elementi"? Innanzitutto, dobbiamo sapere cos'è la "Montagna dei Cinque Elementi" che sopprime le cellule staminali neurali e impedisce loro di compiere magie.

I laboratori della Duke University e della National University of Singapore hanno studiato congiuntamente le ragioni per cui le cellule staminali neurali diventano dormienti. Utilizzando tecniche di ultramicroscopia e di imaging di cellule vive, hanno scoperto che nelle cellule staminali neurali dormienti sono presenti alcune proteine ​​del citoscheletro chiamate F-actina (actina a catena). Queste proteine ​​filamentose del citoscheletro si muovono continuamente durante il processo di passaggio delle cellule staminali neurali dalla fase di dormienza a quella di attivazione. Si spostano gradualmente dalle sporgenze delle cellule verso i corpi cellulari, per poi riunirsi al loro interno e dividersi.

Cellule staminali

(Fonte foto: galleria fotografica veer)

Si può affermare che sono proprio questi citoscheletri a controllare in modo determinante l'attivazione delle cellule staminali neurali. Sono la "Montagna dei Cinque Elementi" che preme sulle cellule staminali neurali. I loro movimenti sono come il movimento della Montagna dei Cinque Elementi quando crolla. Pertanto, finché si padroneggia la chiave per il controllo del movimento dell'F-actina, le cellule staminali neurali dormienti possono essere liberate.

Silenziamento dell'F-actina nelle cellule staminali neurali

(Fonte dell'immagine: Lin et al., Sci. Adv. 10, eadl4694 (2024))

Quindi, come si fa a scuotere la Montagna dei Cinque Elementi? In realtà la Montagna dei Cinque Elementi non è pesante. Sun Wukong può ribaltarlo con la sua abilità. La chiave sta nel sigillo sulla Montagna dei Cinque Elementi, che è la chiave per sopprimere la Montagna dei Cinque Elementi. Qual è quindi il sigillo che controlla l'F-actina del citoscheletro delle cellule staminali neurali?

Il team congiunto ha scoperto che un tipo specifico di proteina Formina (polimerasi dell'actina a catena) controlla i cambiamenti nell'actina F del citoscheletro, controllando così il processo di attivazione delle cellule staminali neurali. In laboratorio, quando hanno rimosso la proteina Formina, le cellule staminali neurali non sono più state in grado di passare da uno stato dormiente a uno stato attivato. Naturalmente, l'F-actina del citoscheletro che lega le cellule staminali neurali non può cambiare.

Immagini dal Viaggio in Occidente

(Fonte foto: CCTV)

Nel Viaggio in Occidente, Sun Wukong venne imprigionato sotto la Montagna dei Cinque Elementi per 500 anni dal Tathagata Buddha dopo aver causato il caos in Paradiso. Alla fine venne salvato da Tang Sanzang e insieme viaggiarono verso ovest per procurarsi le scritture buddiste e raggiungere finalmente l'illuminazione. Quindi chi è "Tang Sanzang" nella nostra mente? In che modo il "Tang Sanzang" nel cervello solleva il sigillo sulla Montagna dei Cinque Elementi e riattiva le cellule staminali neurali dormienti?

Il team di ricerca ha scoperto che gli astrociti nel cervello sono il "padrone" che ha salvato "Wukong". Gli astrociti sono un sottotipo di cellule gliali presenti nel nostro cervello, così chiamate per la loro forma irregolare a forma di stella. La loro funzione generale è quella di proteggere le cellule nervose e di fornirgli nutrimento. Qui i ricercatori hanno scoperto una nuova funzione: quella di attivare le cellule staminali neurali.

I ricercatori hanno osservato che gli astrociti secernono una proteina chiamata Fog (proteina di gastrulazione ripiegata), che agisce come mediatore della segnalazione e innesca una serie di reazioni a catena, tra cui l'attivazione del percorso proteico della formina per controllare il movimento dell'actina a catena. Infine, questi processi risvegliano le cellule staminali neurali dal loro stato dormiente, le quali iniziano a dividersi, producendo nuove cellule nervose che contribuiscono alla riparazione e allo sviluppo del cervello.

Astrociti

(Fonte dell'immagine: ScienCell Research Laboratories)

“Incantesimi” di segnalazione intracellulare

Attraverso questo processo, possiamo vedere che l'attivazione delle cellule staminali neurali da parte degli astrociti non è semplicemente una questione di rimozione del "sigillo", ma coinvolge un complesso processo di trasmissione del segnale. È proprio come quando il monaco Tang sollevò il sigillo sulla Montagna dei Cinque Elementi, si inginocchiò a terra e implorò, recitando incantesimi. Solo tramite l'incantesimo giusto è possibile rompere il sigillo.

Immaginate se la conoscenza del Buddismo di Tang Seng non fosse stata sufficiente e non fosse riuscito a recitare accuratamente l'incantesimo per sbloccare il sigillo, non sarebbe stato in grado di salvare Sun Wukong. Qual è dunque l'incantesimo che gli astrociti usano per liberare le cellule staminali neurali dormienti nel nostro cervello?

Immagini dal Viaggio in Occidente

(Fonte foto: CCTV)

Qui vi spiegherò brevemente come gli astrociti attivano le cellule staminali neurali dormienti. Come accennato in precedenza, gli astrociti secernono la proteina Fog e la proteina recettore chiamata GPCR nelle cellule staminali neurali risponde quindi alla proteina Fog secreta dagli astrociti, attivando il percorso di segnalazione che controlla la formazione di actina a catena nelle cellule staminali neurali.

Questo percorso include "messaggeri del segnale" come Gαq, Rho1 e Dia. L'istruzione di rilasciare il sigillo agirà infine sulla catena di actina attraverso questi messaggeri di segnale, inducendola a cambiare forma e a rilasciare le cellule staminali neurali dormienti.

Messaggero di segnali sulla strada

(Fonte dell'immagine: Lin et al., Sci. Adv. 10, eadl4694 (2024))

Ciò dimostra che il processo mediante il quale gli astrociti nel cervello attivano le cellule staminali neurali dormienti è complesso. Attivano i recettori GPCR sulle cellule staminali neurali secernendo la proteina Fog. I recettori GPCR aprono quindi la catena di actina attraverso il percorso di segnalazione Gαq-Rho1-Dia nel corpo cellulare della cellula staminale neurale, attivando infine la cellula staminale neurale. Questo processo può essere filmato nell'episodio "Il monaco Tang salva Wukong" della serie TV "Viaggio in Occidente"!

Questo processo apparentemente semplice in realtà contiene molte informazioni. Non è stato facile per Yang Jie, il regista della versione del 1986 di "Viaggio in Occidente", filmare tutto questo, e si può anche dire che i ricercatori scientifici hanno dovuto superare molte difficoltà per rappresentare questo processo nel corpo.

Gli astrociti attivano le cellule staminali neurali dormienti

(Fonte dell'immagine: Lin et al., Sci. Adv. 10, eadl4694 (2024))

Dopo essere stato salvato, Sun Wukong seguì Tang Monk in un viaggio per uccidere demoni e mostri. Dopo aver superato 81 difficoltà, riuscì finalmente a recuperare le vere scritture e fu chiamato "Buddha della lotta e della vittoria". Anche nel cervello le cellule staminali neurali attivate svolgono importanti funzioni. Le cellule staminali neurali attivate in modo tempestivo possono trasformarsi in vari tipi di cellule nervose durante lo sviluppo del cervello, riducendo notevolmente il deterioramento delle capacità cognitive, comunicative, comportamentali adattive e psicomotorie causato dai disturbi dello sviluppo neurologico.

Conclusione

Studiando questo processo, abbiamo padroneggiato l'"incantesimo" per sbloccare le cellule staminali neurali e diventare "Tang Monk". Quando ne abbiamo bisogno, possiamo recitare l'incantesimo per attivare le cellule staminali neurali. Ad esempio, sappiamo che il GPCR è un passaggio fondamentale nell'incantesimo e la famiglia di proteine ​​GPCR è diventata un importante bersaglio farmacologico per il trattamento di varie malattie. Se progettiamo farmaci che prendono di mira il CPCR, possiamo controllare la riattivazione delle cellule staminali neurali.

Questa idea fornisce una potenziale strategia per utilizzare farmaci esistenti per curare disturbi dello sviluppo neurologico e ci offre anche un nuovo modo per attivare le cellule staminali neurali.