TRIESTE – L’unione fa la forza, anche per la crescita delle cellule nervose: riescono a creare nuove connessioni fra loro (sinapsi) solo muovendosi simultaneamente nuotando o ”gattonando” e lo fanno a velocita’ quasi costante, indipendentemente dalle forze esterne che si oppongono al loro spostamento. La scoperta, pubblicata sulla rivista dell’Accademia delle Scienze degli Stati Uniti, e’ italiana e si deve ad un gruppo della Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (Sissa) di Trieste.
Il risultato e’ nato dalla collaborazione fra matematici, fisici ed esperti di neuroscienze. Luca Cardamone e Antonio De Simone, Alessandro Laio, Rajesh Shahapure e Vincent Torre hanno sviluppato un modello teorico per simulare la crescita delle cellule che, organizzandosi in strutture compatte, si muovono ”gattonando”. Le cellule possono muoversi, secondo De Simone, ”nuotando o gattonando. Per muoversi in quest’ultimo modo e’ determinante la loro struttura.
E’ ”l’impalcatura” delle cellule (chiamata citoscheletro) che, crescendo, genera il movimento spingendo la membrana cellulare. Il movimento, spiegano i ricercatori, ricorda quello di una persona che cammina all’interno di una palla: le braccia che spingono corrispondono al citoscheletro, la palla alla membrana cellulare. Lo stesso meccanismo chimico di spinta e crescita e’ alla base delle metastasi, della reazione del sistema immunitario e della cicatrizzazione delle ferite.
Partendo dall’ipotesi che le proteine che costituiscono l’impalcatura cellulare (chiamate actine) si auto-organizzano in strutture compatte, i ricercatori triestini hanno riprodotto al computer il movimento del citoscheletro. Dallo studio emerge che la meccanica delle forze ha un ruolo determinante nell’innescare il processo di crescita, che e’ stato studiato dai ricercatori della Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati.
”Quantitativamente e’ la meccanica a spiegare la geometria della struttura del citoscheletro: le proteine che lo formano – spiegano i ricercatori – si compattano in una struttura in cui ciascun ramo e’ sostenuto dagli altri e lo sforzo e’ uniformemente distribuito. I rami di crescita spingono sempre in modo simmetrico rispetto alla direzione in cui avanza la struttura e per questo riescono ad avanzare senza rompersi”.
Dallo studio si evince che la struttura in cui si compattano le actine e’ il risultato di un processo di selezione darwininana:se i filamenti crescessero isolati si spezzerebbero. Il meccanismo di sincronizzazione non e’ stabilito a priori ma emerge spontaneamente con la trasmissione degli sforzi.