Language
Country/Area
No result found
Sapevi che virus, acidi nucleici e persino interi mitocondri possono essere trasmessi tra le cellule?
Nel mondo microscopico della biologia esiste una struttura sorprendente chiamata "nanotubi a tunnel" (TNT). Queste connessioni intercellulari non solo consentono la trasmissione di informazioni, ma possono anche trasportare importanti componenti cellulari come gli acidi nucleici e i mitocondri. Questa forma avanzata di comunicazione tra cellule ha importanti implicazioni per la nostra comprensione del modo in cui le cellule interagiscono tra loro.
I nanotubi a canale hanno un diametro compreso tra 0,05 e 1,5 micron, possono estendersi fino a una lunghezza pari a diversi diametri cellulari e possono essere suddivisi in due tipologie: aperti e chiusi.
Queste minuscole strutture non solo esistono tra alcune cellule animali, ma svolgono anche funzioni potenti. Questi canali consentono alle cellule di connettersi su distanze fino a 100 micrometri e sono in grado di trasferire sezioni della membrana cellulare tra due cellule, formando contatti diretti tra cellule. Oltre alla comunicazione di base tra cellule, sono anche in grado di trasferire acidi nucleici come mRNA e miRNA, nonché di trasmettere agenti patogeni come l'HIV e i prioni.
Storia dei nanotubi a canale
Il concetto di nanotubi di canale è stato proposto per la prima volta nel 1999, quando lo scopo dello studio era quello di esplorare lo sviluppo morfologico delle ali nelle larve del moscerino della frutta (Drosophila melanogaster). Con l'approfondimento della ricerca, nel 2004 un articolo descriveva ulteriormente le strutture di connessione formate tra le cellule PC12 e per la prima volta chiamava queste strutture "nanotubi di canale". Questi studi preliminari hanno dimostrato che la formazione di nanotubi è strettamente correlata alla traslocazione delle membrane cellulari e degli organelli.
Formazione di nanotubi
Il meccanismo di formazione dei nanotubi a canale è ancora oggetto di studio e le ipotesi principali sono due. Uno è che il contatto diretto tra le cellule consente alle protrusioni citoplasmatiche di estendersi verso un'altra cellula e infine di fondersi con la membrana della cellula bersaglio. Un'altra possibilità è che quando due celle connesse si separano, i nanotubi rimanenti agiscano da ponti, mantenendo la connessione tra di esse.
Lo studio ha scoperto che in risposta a stimoli quali batteri o azioni meccaniche, alcune cellule dendritiche e monociti THP-1 si collegavano attraverso i nanotubi del canale e mostravano evidenza di flusso di calcio.
Trasferimento di sostanze tra cellule
Trasferimento dei mitocondri
È stato dimostrato che i nanotubi a canale sono un meccanismo in grado di trasferire interi mitocondri da una cellula all'altra. Alcuni studi hanno dimostrato che le cellule tumorali sono in grado di rubare i mitocondri alle cellule immunitarie attraverso questi nanotubi. Quando le cellule vengono danneggiate, i mitocondri danneggiati rilasciano specie reattive dell'ossigeno, stimolando le cellule staminali mesenchimali vicine a fornire loro mitocondri sani tramite i nanotubi, un processo che si ritiene favorisca la riparazione del cuore.
Propagazione del potenziale d'azioneStudi recenti hanno dimostrato che i nanotubi a canale possono propagare potenziali d'azione attraverso le loro estensioni nel reticolo endoplasmatico. Questo processo favorisce l'ingresso di ioni calcio in altre cellule attraverso la diffusione attiva, facilitando così la segnalazione tra le cellule.
Diffusione di agenti patogeni
Non solo i mitocondri possono essere trasferiti attraverso i nanotubi di canale, ma anche molti virus possono utilizzare queste strutture per diffondersi. Ad esempio, alcuni studi hanno dimostrato che il virus SARS-CoV-2 è in grado di costruire nanotubi di canale per diffondersi dalle cellule nasali ad altre parti del corpo. Inoltre, la diffusione dell'HIV tra le cellule dendritiche dipende anche dalla presenza di questi nanotubi.
Rispetto ai pazienti con progressione libera da HIV a lungo termine, le loro cellule dendritiche sono difettose nella capacità di formare nanotubi di canale, il che potrebbe spiegare la via di trasmissione del virus.
Applicazioni in nanomedicina
I nanotubi a canale mostrano potenziale applicazione nella nanomedicina. Da un lato, i ricercatori potrebbero prendere in considerazione l'idea di bloccare la formazione di nanotubi per ridurre la tossicità dei metodi di trattamento; dall'altro, promuovere la formazione di nanotubi potrebbe potenziare l'effetto terapeutico.
ConclusioneI nanotubi a canale forniscono alle cellule un modo unico di comunicare, dimostrando come le cellule possano interagire a distanza. Questo campo di ricerca emergente non solo ci fornisce una comprensione più approfondita della biologia cellulare, ma offre anche nuove prospettive per le future tecnologie mediche. Quale potenziale inesplorato si nasconde in un mondo così microscopico?
