Il sistema digestivo umano è un organo complesso e altamente adattabile, che mantiene la sua funzione attraverso un continuo processo di rigenerazione intestinale. Questa abilità biologica garantisce che il rivestimento dell’intestino venga costantemente rinnovato, permettendo una digestione e un’assorbimento dei nutrienti efficienti. Recenti ricerche sulle uniche capacità rigenerative dei serpenti, in particolare delle boas e dei pitoni, hanno fornito nuove intuizioni sulla rigenerazione intestinale umana, specialmente per quanto riguarda le malattie gastrointestinali.
Le basi della rigenerazione intestinale negli esseri umani
Negli esseri umani, la rigenerazione del rivestimento intestinale è un processo lento ma costante. L’intestino è rivestito da un tipo di cellula staminale presente in piccole tasche note come cripte intestinali. Queste cripte intestinali si trovano nelle pareti dell’intestino e sono responsabili della produzione di nuove cellule per sostituire quelle vecchie o danneggiate, mantenendo l’integrità del rivestimento intestinale e assicurando che possa gestire lo stress quotidiano della digestione e dell’assorbimento dei nutrienti.
Questo processo avviene continuamente, ma il tasso di sostituzione delle cellule intestinali è relativamente lento rispetto ad altri animali, come alcuni rettili. Questa rigenerazione cellulare gioca un ruolo cruciale nella protezione dell’intestino da malattie e danni causati da fattori quali stress, infezioni o problemi legati alla dieta. Comprendere questo processo è fondamentale per migliorare i trattamenti per le condizioni gastrointestinali, come la malattia di Crohn, la celiachia e anche il cancro colorettale.
Rigenerazione intestinale estremamente rapida nei serpenti
Contrariamente agli esseri umani, alcuni serpenti, come boas e pitoni, hanno un’abilità straordinaria di rigenerare completamente e molto rapidamente i propri intestini dopo lunghi periodi di digiuno. Questi rettili possono sopravvivere per settimane senza mangiare, durante le quali i loro intestini si rimpiccioliscono e diventano quasi non funzionali. Tuttavia, una volta che questi rettili consumano un pasto, i loro intestini si rigenerano rapidamente, con la massa intestinale che più che raddoppia nell’arco di sole 48 ore. Questo processo veloce ricostruisce gran parte delle cellule e delle strutture intestinali necessarie per digerire e assorbire il cibo.
Questo fenomeno è particolarmente sorprendente poiché serpenti come i pitoni non possiedono cripte intestinali, le strutture che guidano la rigenerazione nei mammiferi. Nonostante ciò, i serpenti raggiungono una straordinaria crescita rigenerativa in risposta all’alimentazione. Questa rapida ripresa della funzione intestinale è accompagnata da un significativo cambiamento nella fisiologia complessiva e nel metabolismo del serpente, consentendo loro di digerire eccessivi pasti in modo efficiente dopo lunghi periodi di digiuno.
Intuizioni dalla ricerca sui serpenti
Un team di ricercatori dell’Università del Texas ad Arlington, del Centro medico UT Southwestern e dell’Università dell’Alabama ha condotto uno studio dettagliato del processo rigenerativo nei pitoni sequenziando i geni dell’RNA. Questo studio ha rivelato che, nonostante l’assenza di cripte intestinali, i pitoni attivano vie cellulari conservate. Queste vie sono percorsi di segnalazione biologica e sono presenti anche negli esseri umani. Queste vie sono essenziali nella regolazione della risposta del corpo alla disponibilità di nutrienti e vengono attivate in modi unici nei serpenti per facilitare la rapida rigenerazione.
Una delle scoperte più intriganti di questa ricerca è stata che alcune di queste vie assomigliano a quelle attivate negli esseri umani dopo alcuni interventi chirurgici metabolici, come la chirurgia di bypass gastrico Roux-en-Y, un metodo chirurgico utilizzato per trattare l’obesità e il diabete di tipo 2. Questa somiglianza suggerisce che lo studio della rigenerazione intestinale nei serpenti potrebbe fornire idee su come gli intestini umani rispondono ai cambiamenti nel metabolismo, nella disponibilità di nutrienti e nello stress, migliorando potenzialmente i trattamenti per un’ampia gamma di disturbi digestivi.
Il ruolo delle cellule BEST4+ nella rigenerazione intestinale
Un aspetto significativo di questa ricerca si è concentrato sul ruolo di un particolare tipo di cellula intestinale, chiamata cellule BEST4+. Queste cellule sono presenti sia nei pitoni che negli esseri umani, ma sono notevolmente assenti nei mammiferi comunemente studiati, come i topi. Lo studio ha scoperto che le cellule BEST4+ agiscono come regolatori centrali durante le fasi iniziali della rigenerazione, promuovendo il trasporto e il metabolismo dei lipidi. Queste sono funzioni critiche nella ricostruzione del rivestimento intestinale.
Negli esseri umani, queste cellule potrebbero svolgere un ruolo più importante di quanto si pensasse in precedenza. Comprendere il contributo di queste cellule alla salute intestinale potrebbe aprire nuove vie terapeutiche per il trattamento delle malattie intestinali e metaboliche, indirizzando queste cellule chiave e le loro funzioni.
Implicazioni per la salute umana
Lo studio della rigenerazione intestinale dei serpenti ha ampliato la nostra conoscenza su come diversi animali si siano evoluti per affrontare le stesse sfide fisiologiche in modi diversi. Apprendere di più su come i serpenti rigenerano i loro intestini senza la presenza di cripte intestinali potrebbe ora consentire ai ricercatori di esplorare come vie simili funzionino negli esseri umani e identificare potenziali obiettivi per il trattamento medico.
Questa ricerca è particolarmente rilevante per migliorare i trattamenti per le condizioni gastrointestinali, come la malattia di Crohn, la celiachia e alcuni tipi di cancro, dove la rigenerazione e la riparazione intestinale sono cruciali. Potrebbe anche condurre a nuove intuizioni su come il corpo umano si adatta a cambiamenti significativi nella dieta, nel metabolismo e persino nello stress.
Inoltre, comprendere la biologia dell’estrema rigenerazione intestinale potrebbe essere fondamentale per affrontare malattie metaboliche come il diabete, dove la capacità del corpo di rispondere alle variazioni nella disponibilità di nutrienti è compromessa. Studiare come i serpenti regolano questi processi potrebbe rivelare nuovi target terapeutici per migliorare la salute metabolica umana.
Fonte di informazioni: Aundrea K. Westfall et al. [Risoluzione a singola cellula della rigenerazione intestinale nei pitoni senza cripte illumina meccanismi rigenerativi conservati nei vertebrati, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024)]. DOI: 10.1073/pnas.2405463121
