Le labbra sono appendici complesse ma fondamentali. Recentemente, un gruppo di ricercatori ha sviluppato un metodo innovativo per riprodurre linee cellulari di labbra immortalizzate, che durano più a lungo rispetto alle normali cellule primarie.
La complessità delle labbra e le sfide della ricerca
Le labbra si distinguono dal resto della nostra pelle per la loro struttura unica, e le cellule labiali sono difficili da coltivare in laboratorio e da ottenere dai donatori. Questo ha rappresentato un ostacolo significativo per la ricerca su trattamenti per condizioni legate alle labbra. Tuttavia, gli scienziati hanno ora trovato un modo per far crescere cellule labiali che si replicano continuamente in laboratorio, aprendo nuove opportunità per la ricerca sulla biologia delle labbra e per sperimentare trattamenti per condizioni come il labbro leporino.
Funzioni essenziali delle labbra
Le labbra, spesso date per scontate, svolgono numerose funzioni essenziali per gli esseri umani. Non solo ci aiutano a mangiare, bere e comunicare, sia verbalmente che attraverso le espressioni facciali, ma sono anche simboli di salute e bellezza. Questa versatilità richiede una struttura complessa, che rappresenta una sfida per gli scienziati che cercano di coltivare cellule labiali per la ricerca.
La mancanza di modelli cellulari umani
Secondo il Dr. Martin Degen dell’Università di Berna, “le labbra sono una caratteristica molto prominente del nostro viso”. Qualsiasi difetto in questo tessuto può essere altamente sfigurante. Fino ad ora, mancavano modelli cellulari umani per sviluppare trattamenti. Grazie alla collaborazione con la Clinica Universitaria di Chirurgia Pediatrica e l’Ospedale Universitario di Berna, è stato possibile utilizzare tessuti labiali che altrimenti sarebbero stati scartati.
Innovazioni nella coltivazione delle cellule labiali
Le cellule primarie, derivate direttamente dal tessuto di un donatore, sono un eccellente sistema modello per la ricerca sulla fisiologia e i processi biochimici umani. Tuttavia, sono difficili e costose da ottenere e mantenere. Inoltre, hanno una durata di vita limitata e alla fine smettono di dividersi, il che significa che non possono essere riprodotte indefinitamente.
Immortalizzazione delle cellule
Quando non è facile ottenere cellule primarie, una soluzione è immortalizzare le cellule in modo che possano essere coltivate in laboratorio. Questo può essere fatto modificando l’espressione di alcuni geni, permettendo alle cellule di continuare a riprodursi anche dopo aver raggiunto il termine del loro ciclo vitale. Tuttavia, l’accessibilità dei cheratinociti immortalizzati (le principali cellule dell’epidermide) è stata limitata e utilizzata solo su alcuni tessuti, come il prepuzio, i polmoni, la gengiva e il pavimento della bocca. Il lavoro di Degen e colleghi è quindi di grande importanza, poiché hanno aperto la strada a un processo per immortalizzare le cellule labiali.
Stabilità genetica e applicazioni future
Il team ha prelevato cellule cutanee da tessuti donati da due pazienti: uno in trattamento per una lesione al labbro e uno per un labbro leporino. Utilizzando un vettore retrovirale, un virus modificato che introduce geni nelle cellule, il team è riuscito a disattivare un gene che arresta il ciclo vitale delle cellule, modificando anche la lunghezza dei telomeri, regioni alla fine dei cromosomi che li proteggono e determinano la durata della vita cellulare. Questo ha migliorato la longevità complessiva delle cellule labiali.
Dopo aver stabilito le nuove linee cellulari, il team ha verificato che il codice genetico fosse ancora stabile, in modo che potessero replicarsi e mantenere le caratteristiche desiderate delle cellule primarie. Hanno anche esaminato le linee cellulari per eventuali anomalie cromosomiche che potrebbero rappresentare caratteristiche simili al cancro. Hanno tentato di far crescere le nuove linee e una linea di cellule cancerose su gel di agar, poiché solo le cellule cancerose dovrebbero crescere su quel mezzo.
Le nuove linee cellulari non hanno mostrato anomalie cromosomiche e non sono cresciute sul gel di agar. Inoltre, il team ha confermato che le linee cellulari si comportavano come le loro controparti primarie, verificando la produzione di proteine e mRNA.
Prospettive per la ricerca e la medicina
Con questi risultati, il team ha proseguito testando come le cellule potessero funzionare come modello sperimentale per la guarigione delle labbra e altri trattamenti. Ad esempio, i ricercatori hanno graffiato campioni per verificare se le cellule potessero essere utilizzate per la ricerca sulla guarigione delle ferite. In condizioni normali, le cellule non trattate chiudono le ferite dopo circa otto ore, ma le cellule trattate chiudono le ferite più rapidamente. I ricercatori hanno scoperto che le nuove cellule labiali corrispondevano a quelle prelevate da altre parti del corpo.
gli scienziati hanno infettato modelli 3D delle cellule con un lievito, Candida albicans, che può causare un’infezione grave per le persone con sistemi immunitari deboli o labbra leporine. L’infezione ha invaso il modello come farebbe con il tessuto labiale reale.
Potenziale per la medicina
Il laboratorio si concentra sull’ottenere una migliore conoscenza dei percorsi genetici e cellulari coinvolti nel labbro leporino e nel palato. Tuttavia, i modelli 3D stabiliti da cellule labiali immortalizzate sane hanno il potenziale per essere molto utili in molti altri campi della medicina.
Caratterizzazione delle cellule labiali
Una sfida è che i cheratinociti labiali possono essere di pelle labiale, mucosa o carattere misto. A seconda della domanda di ricerca, potrebbe essere necessaria una particolare identità cellulare. Ma abbiamo gli strumenti per caratterizzare o purificare queste popolazioni individuali in vitro.
I risultati potrebbero offrire un’opportunità per i ricercatori di migliorare la nostra comprensione delle complessità coinvolte nella biologia e nelle malattie delle labbra, e potrebbero essere preziosi in campi diversi come la cura della pelle, l’odontoiatria e il trattamento di condizioni come il labbro leporino.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Frontiers.
