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La cellula staminale nel pagliaio: come trovarla, isolarla e studiarla

Nella ghiandola mammaria di un adulto sono presenti cellule staminali rare, difficilmente identificabili e che si dividono lentamente. Attraverso metodiche in vitro abbiamo migliorato le strategie per identificare, isolare ed espandere cellule staminali adulte della ghiandola mammaria bovina

La ghiandola mammaria è un organo che ha uno sviluppo molto particolare con una fase importante nel periodo postnatale fino al raggiungimento della maturità sessuale. In seguito, avvengono moderate modificazioni cicliche durante ogni ciclo riproduttivo a seguito dell’azione di ormoni steroidei (estrogeni e progesterone). Ancora più consistente è però l’estesa proliferazione e rimodellamento a cui va incontro all’instaurarsi di una gravidanza: il numero di cellule in grado di produrre e secernere latte aumenta a discapito della componente adiposa della mammella. Al parto la ghiandola inizia il processo di lattazione necessario a sostenere la prole e sfruttato in animali da reddito per la produzione di latte destinato al consumo umano.

La capacità produttiva di una bovina è strettamente legata al numero di cellule in grado di produrre latte nella ghiandola mammaria e alla possibilità dell’animale di generarne di nuove all’inizio di una gravidanza. Responsabili di questa intensa proliferazione sono le cellule staminali adulte residenti nel tessuto, perlopiù quiescenti, in piccolo numero e difficilmente distinguibili dalle altre cellule. Nel corso del progetto abbiamo esplorato alcune possibili strategie per identificare, isolare e caratterizzare queste cellule. Nello specifico abbiamo ottenuto e coltivato in vitro cellule epiteliali mammarie bovine: particolari condizioni di coltura hanno garantito il mantenimento di cellule staminali adulte per lunghi periodi di tempo. Il primo passo è stato quindi verificare la presenza di queste cellule in coltura: lo abbiamo fatto con saggi in vitro e in vivo (xenotrapianti in topi immunodeficienti), verificando cioè l’effettiva rigenerazione di tipologie di cellule normalmente presenti nella ghiandola mammaria e di strutture morfologicamente simili ad alveoli. Quindi, per distinguere le cellule staminali dalle altre abbiamo analizzato il fenotipo delle diverse sottopopolazioni mammarie prodotte in coltura in base all’espressione sulla superficie delle cellule epiteliali di specifici recettori/proteine. In altre parole abbiamo verificato se avevano questi elementi sulla loro superficie. Ma dato che questi elementi sono solo un fenotipo che non ha alcuna associazione con la reale funzionalità della cellula, per poterle definire effettivamente staminali occorre dimostrare che possano auto rinnovarsi e differenziare. Così, una volta separate le cellule in base a questi marcatori abbiamo effettuato altri saggi.

Questi processi, sviluppati nel corso del nostro progetto, permettono di migliorare la caratterizzazione delle cellule staminali adulte nella specie bovina, di isolarle con buona purezza in modo da poter meglio studiare questa rara popolazione; in particolare per capire i meccanismi che determinano la differenziazione di queste cellule e il loro mantenimento nel tessuto per tutta la vita dell’individuo. I risultati di questi studi potranno avere un impatto sulla capacità produttiva delle bovine da latte.


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autore

Eugenio Martignani
Dipartimento

Pubblicato il

29 dicembre 2016

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