09.05.2025

Cellule staminali muscolari: la proteina CRIPTO guida la rigenerazione

Un gruppo di scienziati provenienti da diversi istituti di ricerca ha identificato un nuovo processo chiave che regola il recupero dei tessuti muscolari colpiti da patologie come le distrofie o danneggiati dal passare del tempo. Al centro di questa scoperta si trovano le cellule staminali muscolari e la proteina CRIPTO. Lo studio, pubblicato sulla rivista Developmental Cell, è frutto di una collaborazione tra l’Istituto di genetica e biofisica “A. Buzzati-Traverso” del CNR di Napoli, il Sanford Burnham Institute di La Jolla in California, l’Università degli Studi di Napoli Federico II e l’IRCCS Fondazione Santa Lucia di Roma. La ricerca è stata finanziata dal progetto europeo Marie Curie-ITN RENOIR (EU H2020) e dal PNRR con il progetto Age-It “Ageing Well in an Aging Society”.

Cellule satelliti: le protagoniste della riparazione del muscolo scheletrico

Il fulcro dello studio sono le cellule staminali del muscolo, in particolare quelle definite cellule satelliti, una popolazione di cellule adulte localizzate lungo la superficie esterna delle fibre muscolari.

Queste cellule svolgono un ruolo essenziale nella riparazione e nel mantenimento del muscolo scheletrico, un tipo di tessuto che rappresenta circa il 40% della massa totale in un adulto. I muscoli forniscono sostegno strutturale al corpo, consentono il movimento e contribuiscono attivamente al metabolismo basale.

Comprendere i meccanismi alla base dei processi di rigenerazione dei tessuti in condizioni fisiologiche e nella patologia è di fondamentale importanza.

CRIPTO: la proteina che guida il destino delle cellule staminali muscolari

Uno degli elementi centrali dello studio riguarda l’azione della proteina CRIPTO, che si è dimostrata determinante per guidare il comportamento delle cellule satelliti. In base alla quantità di questa proteina presente sulla superficie cellulare, le cellule possono avviarsi alla trasformazione in cellule muscolari attive oppure ritornare a uno stato di inattività, contribuendo al mantenimento della riserva staminale.

Differenziamento o quiescenza: la scelta regolata da CRIPTO

Come anticipato, il mantenimento dell’integrità muscolare dipende principalmente da un gruppo di cellule staminali dette cellule satellite.

Quando il muscolo è a riposo, esse si trovano in uno stato inattivo/dormiente, denominato “quiescenza”.

Viceversa, in risposta a danni muscolari, si attivano e manifestano la straordinaria capacità di compiere due azioni. Esse sono in grado di differenziarsi, cioè trasformarsi in nuove cellule muscolari (mioblasti) che contribuiscono a rigenerare il tessuto danneggiato.

Parallelamente, hanno la capacità di auto-rinnovarsi, cioè dare origine a nuove cellule quiescenti, assicurando il mantenimento di una “riserva” di cellule staminali pronta per i successivi cicli rigenerativi.

Gli studiosi hanno rilevato che non tutte le cellule attivate si comportano allo stesso modo.

Le differenze dipendono proprio dalla quantità di CRIPTO presente sulla superficie. In seguito a un danno muscolare, le cellule staminali si “svegliano” rivestendo la loro superficie con la proteina CRIPTO. Quando il rivestimento diventa sufficiente, le cellule CRIPTO positive vanno incontro a differenziamento.

Al contrario, le cellule con livelli più bassi o assenti di CRIPTO – o CRIPTO negative – ritornano allo stato quiescente e ripopolano la “riserva” di cellule satellite. Quantità diverse di CRIPTO sulla superficie delle cellule creano una micro-eterogeneità. Questa è, in pratica, una sorta di “mappa” che cambia rapidamente sulla loro superficie.

Micro-eterogeneità e “mappa” dinamica sulla superficie cellulare

La ricerca ha messo in evidenza come le cellule satellite presentino una variabilità molecolare legata alla quantità di CRIPTO, creando una “mappa dinamica” che guida le loro azioni.

Le cellule CRIPTO positive diventano CRIPTO negative e viceversa e questo avviene eliminando la proteina in eccesso dalla superficie cellulare o rivestendo la superficie con la proteina che è immagazzinata internamente alla cellula.

Questa plasticità consente alle cellule satellite di adattarsi rapidamente ai cambiamenti dell’ambiente circostante che avvengono durante la rigenerazione muscolare. Infatti, CRIPTO agisce sulla superficie cellulare come “sensore” molecolare che “legge” le variazioni dell’ambiente. E ciò include la presenza di molecole infiammatorie che si accumulano in seguito a un danno muscolare.

Adattamento all’ambiente: CRIPTO come sensore molecolare

L’attività di CRIPTO permette alle cellule di rispondere in tempo reale agli stimoli esterni, adattandosi alla presenza di segnali infiammatori e altri fattori ambientali. Questo rende le cellule satelliti strumenti estremamente versatili nella gestione della riparazione muscolare, una qualità fondamentale in caso di danni ripetuti o cronici.

Cellule staminali muscolari e nuove prospettive per la medicina rigenerativa

Il riconoscimento del ruolo chiave svolto da CRIPTO apre la strada a nuovi sviluppi nel campo della medicina rigenerativa.

Capire e regolare il bilancio tra il differenziamento e l’auto-rinnovamento delle cellule staminali muscolari diventa fondamentale, soprattutto considerando che questo equilibrio si altera con l’età.

Le perturbazioni di questo equilibrio sono state associate alla degenerazione muscolare legata all’età. Questo studio identifica un nuovo meccanismo in grado di controllare questo equilibrio.

In futuro, riuscire a controllare l’espressione e la localizzazione della proteina CRIPTO nelle cellule staminali muscolari delle persone anziane potrebbe migliorare l’efficienza della rigenerazione muscolare.