Paolo Rossi Castelli 25 febbraio 2021 6 min

Le cellule? Usano (bene) una ”intelligenza collettiva”

I ricercatori del Francis Crick Institute di Londra hanno svelato il modo (efficiente e complesso) in cui le cellule “decidono” insieme come costruire nuovi vasi sanguigni.

 

I circa 30mila miliardi di cellule che compongono il nostro organismo, pur essendo indipendenti l’una dall’altra (e pur non possedendo, come ben sappiamo, un “cervello” individuale), hanno una sorta di intelligenza collettiva, che in alcuni casi si attiva per prendere nel modo migliore possibile alcune decisioni importanti: ad esempio, come e dove costruire nuovi vasi sanguigni.

Da tempo si studiano queste capacità, ma i meccanismi dell’intelligenza cellulare sono ancora da chiarire, per molti aspetti (sono meccanismi che ricordano quelli delle formiche in un grande formicaio: tutte hanno un compito limitato, ma complessivamente “sanno” cosa devono fare per contribuire al successo dell’intero sistema).

Una ricerca del Francis Crick Institute di Londra porta, adesso, nuova luce proprio sui meccanismi che spingono particolari tipi di cellule, chiamate endoteliali indifferenziate (sono, in pratica, cellule staminali), a collaborare per realizzare nuove vene e arterie.

Queste cellule – scrivono i ricercatori britannici sulla rivista scientifica Philosophical Transaction of the Royal Society B – coordinano con grande precisione e velocità l’azione, decidendo collettivamente quali, fra loro, avranno il compito di eseguire lavori specifici, e attivando una serie di sistemi per assicurarsi che non troppe (o troppo poche) “colleghe” svolgano ogni singolo ruolo.

 

Come funziona l’intelligenza delle cellule?

Quando è ora di creare un nuovo vaso sanguigno, le cellule indifferenziate protendono lunghe “dita” (estroflessioni chiamate filopodi) nel microambiente circostante e lo esplorano. È come quando, spiegano gli studiosi, qualcuno entra in una stanza buia e non familiare, e spontaneamente tende in avanti le mani per trovare l’interruttore della luce. I ricercatori hanno chiamato questo metodo percezione attiva (esplorare l’ambiente circostante per prendere meglio una decisione). La cellula che è capace di raccogliere maggiori informazioni dall’ambiente circostante è destinata a diventare la leader. Sarà lei a far progredire la costruzione del nuovo vaso sanguigno.

«Nei libri di biologia – spiega Katie Bentley, autrice senior dello studio – queste azioni vengono spesso descritte come se avvenissero in un certo ordine preciso: la molecola A si lega al recettore B e provoca il movimento C… In realtà le cellule si muovono simultaneamente mentre decidono come formare nuovo tessuto. È qualcosa che di solito associamo agli organismi superiori… Scoprire che tutto questo avviene anche a livello di singole cellule potrà forse consentirci in futuro di trovare nuove terapie, basate su tali processi».

La formazione dei nuovi vasi sanguigni, lo ricordiamo, è fondamentale per lo sviluppo e la riparazione dei tessuti sani, ed è regolata male, in molte patologie, a partire dal cancro.

Grazie a una complessa serie di simulazioni al computer e di studi sugli embrioni di pesce zebra (zebra fish), i ricercatori hanno visto che i filopodi iniziano a formarsi sulla superficie delle cellule prima che il gruppo decida quale sarà la leader. Se queste estroflessioni vengono bloccate, come gli studiosi hanno provato a fare in alcuni esperimenti, le cellule non riescono più a individuare la loro leader e la formazione dei nuovi vasi sanguigni diventa meno efficace e densa.

«Se la selezione delle cellule di punta va male o viene rallentata – conferma Bahti Zakirov, autore e ricercatore presso il King’s College di Londra – ciò può portare a reti di vasi mal ramificati o anormali, limitando il flusso sanguigno. Questi problemi, a loro volta, possono contribuire a malattie come il cancro, la retinopatia o la telangectasia emorragica. Una maggiore comprensione di come è possibile accelerare o alterare il ritmo di ramificazione dei vasi sanguigni potrebbe quindi portare a nuove terapie in grado di regolare la densità dei vasi stessi. Questo potrebbe anche aiutare a creare in modo più efficace organi o tessuti artificiali, visto che anche in questi casi è necessario avere reti di vasi sanguigni dense».

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Paolo Rossi Castelli

Giornalista dal 1983, Paolo si occupa da anni di divulgazione scientifica, soprattutto nel campo della medicina e della biologia. È l'ideatore dello Sportello Cancro, il sito creato da corriere.it sull'oncologia in collaborazione con la Fondazione Umberto Veronesi. Ha collaborato per diversi anni con le pagine della Scienza del Corriere della Sera. È fondatore e direttore di PRC-Comunicare la scienza.