Ghiandole lacrimali in provetta sanno piangere

Hanno lacrimato per davvero le prime ghiandole lacrimali coltivate in provetta a partire da cellule staminali umane. Questi “organoidi” sono stati sviluppati da un gruppo di ricercatori dell'Hubrecht Institute e dell'University Medical Center di Utrecht, nei Paesi Bassi, in uno studio pubblicato sulla rivista Cell Stem Cell. L'obiettivo è quello di poterli utilizzare come modello per studiare nuove terapie contro disturbi comuni, come ad esempio l'occhio secco. Ma il traguardo più importante, che i ricercatori pensano di poter raggiungere in futuro, è quello di utilizzare le ghiandole lacrimali in provetta nei trapianti.

“La sfida è stata quella di indurre gli organoidi a piangere, dato che questo è il tratto distintivo delle ghiandole lacrimali”, spiega Marie Bannier-Hélaouet dell'Hubrecht Institute. “Abbiamo dovuto modificare il cocktail dei fattori di crescita in cui sono coltivati gli organoidi in modo da far maturare le cellule come quelle delle nostre ghiandole lacrimali capaci di piangere”, aggiunge. Quando i ricercatori hanno somministrato noradrenalina, il neurotrasmettitore che scatena il pianto, gli organoidi in provetta si sono gonfiati come palloncini, per effetto delle lacrime prodotte e riversate nel loro lume interno. Le ghiandole lacrimali in provetta sono composte per ora da un solo tipo di cellule, chiamate duttali, ma in futuro potranno essere perfezionate integrando anche altri tipi cellulari, illustrati in una sorta di “atlante” che i ricercatori hanno realizzato sequenziando l'mRna di ogni singola cellula presente nelle ghiandole lacrimali umane. Grazie alle informazioni così ottenute è stato possibile identificare nuove componenti delle lacrime che aiutano a proteggere gli occhi dalle infezioni.

Per valutare il potenziale uso di questi organoidi nel campo della medicina rigenerativa, i ricercatori li hanno trapiantati nelle ghiandole lacrimali di topo: dopo due settimane, le cellule umane avevano formato strutture simili ai dotti lacrimali che hanno resistito per due mesi e che contenevano proteine tipiche delle lacrime. Gli scienziati sperano che il loro lavoro possa contribuire alle indagini relative alla formazione delle lacrime, alle malattie legate a questo sistema e al trattamento di determinate condizioni oculari. “Abbiamo scoperto che il gene Pax6, un noto regolatore dello sviluppo dell’occhio, è importante per guidare le cellule ad assumere l'identità della ghiandola lacrimale – spiega Hans Clever del Centro medico universitario di Utrecht – stiamo collaborando con il naturalista e conduttore televisivo olandese FreekVonk per studiare strutture simili alle ghiandole lacrimali nei coccodrilli”. Il team ha anche sviluppato organoidi di ghiandole salivari che saranno testati in studi clinici per studiare condizioni come la secchezza delle fauci. “Il nostro lavoro – conclude Clevers – può rappresentare un importante punto di riferimento nell’elaborazione di metodi che potrebbero poi essere adattati per futuri trapianti di ghiandole lacrimali. Abbiamo dimostrato che le ghiandole sono più eterogenee di quanto si pensasse precedentemente, il che ha implicazioni per diversi campi di indagine”.

Credit: Yorick Post, Hubrecht Institute