Stelle di mare, molluschi e pesci costituiscono una potenziale sorgente di cellule muscolari, scheletriche, immunitarie, germinali, embrionali e del sangue. Alle possibilità di studio e di applicazione della genomica ‘marina’, come quella del riccio di cui è stato recentemente sequenziato il genoma, è dedicato il primo workshop in Europa, organizzato dall'Istituto di biomedicina e immunologia molecolare “Alberto Monroy” del Consiglio nazionale delle ricerche.

Dal mondo marino una speranza per la cura delle malattie, grazie alle cellule staminali derivate dal riccio di mare studiate dall’Istituto di biomedicina e immunologia molecolare “Alberto Monroy” (Ibim) del Cnr di Palermo. Di recente su Science (vol. 314) è stato pubblicato il sequenziamento completo del genoma del riccio di specie americana effettuato dal Consorzio Sea Urchin Genome Sequencing, di cui fa parte anche l'Istituto del Cnr, organizzatore del primo workshop europeo ‘Stem cells in marine organisms’ che si tiene oggi e domani a Palermo.

Molluschi, echinodermi, cordati primitivi e pesci sono oggetto di un filone di ricerca, quello delle staminali, che lascia intravedere grandi sviluppi in campo biomedico. Al centro dell'interesse del Cnr sono le capacità rigenerative della stella marina e la resistenza allo stress del riccio. “È ampiamente conosciuto”, spiega Valeria Matranga dell’Ibim – Cnr, “il comportamento della stella di mare: un braccio amputato ricresce in breve tempo; il riccio di mare invece può resistere a forti stress fisici, come la radiazione ultravioletta, e chimici, come l'inquinamento da idrocarburi e metalli pesanti delle acque marine. Inoltre, il riccio di mare ha un insospettato sistema di compatibilità tissutale, simile a quello umano. In pratica, una cellula di riccio è in grado di riconoscere dal punto di vista immunitario una cellula diversa, appartenente ad un altro riccio, tant'è che se vengono messe insieme si genera una sorta di ‘rigetto’, proprio come accade nell'uomo”.

Sono esempi di un sistema immunitario ancora più complesso di quello umano, anche se molto simile, del quale poco si conosce e che potrebbe rivelare grandi sorprese per i potenziali risvolti in campo farmacologico e medico con indagini scientifiche che riguardano anche l’embrione. “Grazie al sequenziamento”, aggiunge la Matranga, “oggi abbiamo il primo genoma di un echinoderma clonato che contiene 23.500 geni, di cui la metà utilizzati nello sviluppo dell'embrione. Il risultato scientifico si colloca sulla scia degli studi di Alberto Monroy, cui è dedicato l'Istituto di Palermo, che nei primi anni sessanta iniziò le ricerche a livello molecolare e fu tra i primi ad estrarre l'RNA dall'uovo di riccio di mare”.

Gli studi embriologici sul riccio potranno essere utili per analizzare i meccanismi del funzionamento di geni analoghi a quelli umani e per meglio capire il funzionamento di questi ultimi. Infatti, “sono stati identificati geni tipici del sistema sanguigno, endocrino, nervoso, muscolare e scheletrico e si è scoperto che nonostante l'ovvia differenza esterna, l'uomo e il riccio di mare utilizzano gli stessi geni e molti dei meccanismi di regolazione simili”, continua la ricercatrice. “Tra le caratteristiche più importanti e inaspettate va sottolineata la complessità del sistema immunitario di questo organismo marino che contiene circa il doppio dei geni rispetto all'uomo”.

Insomma, lo spinoso riccio di mare sembra essere un nostro alleato. Nel suo genoma, infatti, sono stati trovati i geni per alcune malattie, come il morbo di Huntington e la distrofia muscolare; per i foto-recettori presenti anche negli occhi umani, per distinguere la luce e il buio, ma anche geni associati all'udito, all'equilibrio e al gusto. Se queste scoperte riguardano il campo medico, altrettanto promettenti sono quelle di interesse farmacologico.

“Esponendo cellule immuno-competenti del riccio di mare Paracentrotus lividus (la specie mediterranea, anche nota per il suo interesse commerciale) a stress fisici (alta temperatura o radiazioni UVB), abbiamo dimostrato la possibilità di aumentare alcuni tipi cellulari e di ottenere la sintesi di molecole interessanti dal punto di vista farmacologico come il Tumour Necrosis Factor -TNF alpha. Questo fattore insieme con altre proprietà antibatteriche e antivirali, potrebbe avere un certo interesse per sviluppi biotecnologici nella produzione di nuovi farmaci”.

Il workshop ha l'obiettivo di dare un impulso a questo filone, anche grazie alla presenza del prof. Irving Weissman, Direttore dell'Istituto di biologia delle cellule staminali e medicina rigenerativa di Stanford (USA), la massima autorità mondiale nel campo. Il workshop promosso dalla Unione Europea - attraverso la Rete di Eccellenza chiamata “Marine Genomics Europe” (MGE) - ha riunito ricercatori provenienti dalla maggior parte dei paesi europei e da Israele. All'ordine del giorno vi sono tematiche di frontiera come la rigenerazione nella stella di mare, le cellule germinali dei pesci, i geni per i fenomeni di invecchiamento in altri organismi marini.

Scheda


Che cosa: primo workshop europeo “Stem cells in marine organisms”
Chi: Unione Europea - Rete di Eccellenza “Marine Genomics Europe” (MGE) e Istituto di biomedicina e immunologia molecolare "Alberto Monroy" (Ibim) del Cnr, Palermo

Per informazioni:

dr.ssa Valeria Matranga
Istituto di biomedicina e immunologia molecolare “Alberto Monroy”, del Cnr, Palermo
Phone: +39 091/6809551 - 550/526
E-mail: matranga@ibim.cnr.it
E-mail: lab526@ibim.cnr.it