Come funzionano i “pacemaker” che regolano la digestione
Dalle scoperte di Santiago Ramon y Cajal nell’Ottocento all’utilizzo delle cellule staminali oggi
Si chiamano Cellule Interstiziali di Cajal e stimolano la muscolatura attivando la motilità intestinale
Possono essere coinvolte in patologie quali i tumori stromali gastrointestinali, la sindrome del colon irritabile, il morbo di Crohn, la stipsi, la gastroparesi diabetica
Nuovi studi ipotizzano una possibile connessione tra l’attività di queste cellule e i disturbi dell’assorbimento intestinale, quindi anche di obesità e anoressia
Gli studi sull’utilizzo di cellule staminali per rigenerare le Cellule di Cajal potrebbero portare alla scoperta di nuovi farmaci efficaci contro diverse patologie dell’apparato digerente
Firenze, 6 settembre 2012 - Si è svolto a Firenze dal 2 al 5 settembre il VII Simposio Internazionale sulle Cellule Interstiziali di Cajal. Il Simposio è organizzato da Maria Simonetta Faussone-Pellegrini, professore Emerito di Istologia, in rappresentanza del Dipartimento di Anatomia, Istologia e Medicina Forense dell’Università degli Studi di Firenze, da Jan Huizinga, Direttore del Biology Pharmacology Co-op Program e professore di Medicina alla McMaster University di Hamilton, Canada, e dalla Fondazione Internazionale Menarini.
Santiago Ramon y Cajal, premio Nobel per la medicina nel 1906, alla fine del 1800 descrisse nella parete muscolare dell’apparato digerente delle cellule che denominò neuroni interstiziali. «Da allora però e per più di mezzo secolo le sue teorie furono aspramente criticate e non fu possibile avere una risposta definitiva sull’esatta natura e sul ruolo di queste cellule» spiega Maria Simonetta Faussone-Pellegrini, professore Emerito di Istologia, in rappresentanza del Dipartimento di Anatomia, Istologia e Medicina Forense dell’Università degli Studi di Firenze. «Finalmente, con l’avvento della microscopia elettronica, negli anni 1970-1980, furono riscoperte, ne fu definita la natura (connettivale) e fu suggerito uno dei loro ruoli più importanti: l’essere le cellule “pacemaker” dell’apparato digerente. Le cellule di Cajal infatti presentano un'attività elettrica propria, costante e lenta, che va a stimolare oscillazioni periodiche (da 3 a 12 al minuto) chiamateonde lente; queste onde lente stimolano l’attività contrattile della muscolatura liscia della parete gastrointestinale». Le cellule di Cajal hanno quindi un importante ruolo nell'attività motoria dell'apparato digerente. «Parte del merito di questa riscoperta e di queste ipotesi si deve alla professoressa Faussone-Pellegrini, allora giovane neo-laureata, e in seguito alle sue ricerche le ICC sono ormai diventate oggetto di studio nei più prestigiosi laboratori di ricerca del mondo. La professoressa Faussone Pellegrini è stata un pioniere nella ricerca riguardante le Cellule di Cajal» commenta Jan Huizinga, Direttore del Biology Pharmacology Program e professore di Medicina alla McMaster University di Hamilton, Canada.
In seguito sono state identificate varie sub-popolazioni di ICC, che probabilmente svolgono ruoli diversi ma comunque sempre contribuendo, seppure in varia maniera, al controllo della motilità intestinale. «Il tratto gastrointestinale presenta un’anatomia complicata che include neuroni, cellule muscolari e altre cellule, conosciute come Cellule Interstiziali. Studi recenti hanno mostrato che queste cellule hanno un ruolo nel controllare il comportamento dei muscoli degli organi viscerali» spiega Kenton Sanders, professore di Fisiologia alla University of Nevada, Reno. E’ quindi comprensibile che il malfunzionamento delle ICC possa favorire la comparsa di diverse patologie. «Alcune popolazioni di ICC, infatti, sono responsabili di patologie gravi, quali i tumori stromali gastrointestinali (denominati GIST), così come di altre patologie, alcune delle quali invalidanti e altre estremamente ”fastidiose”, come la sindrome del colon irritabile, il morbo di Crohn, la stipsi, la gastroparesi diabetica» avverte Faussone Pellegrini.
I tumori stromali gastrointestinali sono i tumori mesenchimali (ossia del tessuto connettivo) più frequenti nell'apparato gastrointestinale. Fino alla metà degli anni '90, i tumori GIST venivano considerati come tumori aventi origine dal tessuto muscolare. Solo dal 1998, in seguito alla scoperta su questi tumori di determinati antigeni (CD117), venne riconosciuta una categoria tumorale propria. La causa della formazione di un GIST è un gene imperfetto, che porta alla trasformazione di un recettore posto alla superficie di determinate cellule. Per accertare l'esistenza di questo gene difettoso, i metodi moderni dell'immunoistochimica (l'analisi di un campione di tessuto) sono di enorme importanza. La scoperta del fatto che si può provare la presenza di GIST attraverso la cosiddetta proteina kit, ha aiutato ad appurare che i GIST si sviluppano dalle Cellule di Cajal o dai loro primi stadi accomunati.
Un disturbo meno grave ma sicuramente fastidioso in cui sono coinvolte le Cellule di Cajal è la stipsi. I meccanismi della stipsi da rallentato transito non sono ancora completamente chiariti, ma recenti studi hanno evidenziato una riduzione dell'attività motoria del colon, cioè di quella attività propulsiva che favorisce la progressione del bolo fecale, e le cause andrebbero ricercate in una riduzione di numero e di sviluppo delle cellule interstiziali di Cajal. Tali alterazioni della sensibilità delle terminazioni nervose influenzerebbero il sofisticato meccanismo nervoso riflesso che controlla la defecazione. «Un italiano su cinque soffre di disturbi gastrointestinali dovuti al malfunzionamento della motilità» afferma Gianrico Farrugia, professore of Medicina e Fisiologia alla Mayo Graduate School of Medicine, Mayo Clinic, Rochester, Minnesota. «I ricercatori hanno realizzato significativi progressi nella comprensione di come differenti tipi di cellule presenti nella parete intestinale possano avere un ruolo nello sviluppo di questi disturbi. Informazioni che in futuro potranno essere utilizzate per individuare nuovi strumenti diagnostici e nuovi trattamenti».
Durante il Simposio vengono inoltre presentati nuovi studi che evidenziano nella gastroparesi diabetica il coinvolgimento delle Cellule di Cajal nell’assorbimento intestinale, e altri che ne ipotizzano un ruolo nell’obesità e nell’anoressia. Una ridotta attività di questi pacemaker - e di conseguenza della muscolatura - potrebbe favorire un eccessivo assorbimento e quindi l’obesità. Al contrario, l’eccessiva stimolazione dei muscoli, con aumento eccessivo della motilità intestinale, contribuirebbe a un ridotto assorbimento degli alimenti nutritivi. Infine, altri studi presentano nuovi dati sull’esistenza di cellule staminali, presenti anche nell’adulto, che garantirebbero una capacità di recupero della normale popolazione di cellule di Cajal anche in condizioni patologiche. Studi che potrebbero aiutare a trovare una terapia mirata per molti disturbi dell’apparato digerente.