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Rotte le acque? Un bel respiro e calma, fanno tutto gli exosomi

Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità, circa 15 milioni di bambini nascono troppo presto ogni anno. Le complicazioni derivanti dalla nascita pretermine sono la principale causa di morte tra i bambini sotto i cinque anni, responsabili di circa un milione di morti ogni anno a livello mondiale. Negli Stati Uniti, circa 1 su 10 bambini è nato prematuramente nel 2017. Quando una donna è alla fine della sua gravidanza, il normale processo del parto inizia quando il feto rilascia sostanze chimiche segnalando che i suoi organi sono maturi abbastanza per essere ricevuti. Questo rilascio chimico sposta i livelli ormonali della madre, che aumenta l’infiammazione nell’utero e inizia il travaglio e il parto. C’è un altro componente dell’orologio biologico che contribuisce al momento della nascita – un tipo di comunicazione cellula-cellula tra le cellule materne e fetali chiamata segnalazione paracrina, secondo un gruppo di scienziati dell’UTMB nel dipartimento di Ostetricia e Ginecologia. Un gruppo di scienziati guidati dal dottor Ramkumar Menon presso l’Università del Texas Medical Branch a Galveston, ha acquisito nuove conoscenze su un giocatore chiave scarsamente compreso nei tempi del travaglio e del parto.

Poiché si sa poco di ciò che questo tipo di segnalazione fa durante la gravidanza, i ricercatori hanno studiato il ruolo dei segnali paracrini chiamati esosomi nei tempi di travaglio e parto. Questa nuova informazione avvicina gli scienziati alla possibilità di prevenire nascite pretermine. I ricercatori hanno raccolto campioni di plasma sanguigno da topi gravidi e isolati gli esosomi. Gli esosomi sono vescicole extracellulari descritte per la prima volta come tali 30 anni fa, implicate nella comunicazione cellula-cellula e nella trasmissione di stati patologici, e esplorate come mezzo di consegna di farmaci. Gli esosomi sono meglio definiti come vescicole extracellulari che vengono rilasciate dalle cellule sulla fusione di un compartimento intermedio, il corpo multivesticolare (MVB), con la membrana plasmatica. Questo libera vescicole nell’ambiente extracellulare; quelle che hanno rilasciato vescicole sono quelle che conosciamo come esosomi. Nell’ultimo decennio, agli esosomi sono stati attribuiti ruoli nella diffusione di proteine, lipidi e acidi nucleici (mRNA, miRNA, RNA transfers e DNA) e come fattori che contribuiscono allo sviluppo di diverse malattie.

L’evidenza suggerisce che gli esosomi svolgono un ruolo nella comunicazione paracrina tra tessuti fetali e materni. Nello specifico, le cellule fetali più vecchie producono esosomi e portano marcatori specifici del feto; (2) indipendentemente dalle loro condizioni sperimentali, gli esosomi portano mediatori infiammatori; tuttavia, i marcatori infiammatori sono unici. Inoltre, gli esosomi derivati ​​dal feto possono spostarsi dal lato fetale a quello materno, essendo in grado di causare l’attivazione infiammatoria nel miometrio e nel decidua, ma non nelle cellule placentari. In questo studio, gli esosomi raccolti durante la gravidanza precoce o tardiva sono stati iniettati in un gruppo separato di topi gravidi durante l’equivalente umano dell’inizio del terzo trimestre. L’iniezione di un’alta concentrazione di exosomi della gravidanza tardiva è stata in grado di causare cambiamenti associati al travaglio, senza gli altri mediatori ormonali e chimici solitamente coinvolti in questo processo. Le iniezioni degli esosomi della prima gravidanza non hanno avuto alcun effetto. Ciò dimostra che gli esosomi svolgono un ruolo più importante nel travaglio e nel parto che non è mai stato rilevato prima.

L’azione degli esosomi si è espletata entro 24 dalle iniezioni ed ha comportato la comparsa di una sorta di infiammazione “sterile”. Le cellule uterine hanno attivato una risposta cellulare tipica delle infiammazioni (il fattore nucleare NF-kB) che ha indotto la sintesi di enzimi e citochine infiammatorie. Fra queste, il ruolo maggiore sembra appartenere al fattore di crescita trasformante (TGF-beta), mentre il fattore di necrosi tumorale-alfa, l’interleuchina-1 e l’interleuchina-6, tipicamente indotte dall’NF-kB, non hanno dimostrato ruolo biologico attivo nel processo. Sono state rilevate anche metallo-proteasi (MMP-2 e MMP-9), enzimi che attaccano il collagene e altre proteine extracellulari, disgregando le fibre e permettendo la lassità del tessuto. Infine, i ricercatori hanno rilevato l’espressione dell’enzima ciclo-ossigenasi 2 (COX-2), che sintetizza i mediatori noti come prostaglandine. A parte la febbre, le prostaglandine sono mediatori del dolore e delle contratture uterine dopo la rottura delle acque. La loro presenza, dunque, ha un senso nelle azioni osservate dal team sull’effetto degli esosomi.

Ci deve, perciò, essere un relè molecolare che a fine gravidanza dice al sistema di rilasciare gli esosomi ed indurre l’espulsione del bambino. E tutto dipende da “bollicine” usate come “posta celere” nella comunicazione fra i tessuti.  Adesso, si è un passo più avanti riguardo alla loro funzione, non solo durante la gravidanza ma anche nell’ora del parto.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Sheller-Miller S et al., Menon R. Sci Rep. 2019 Jan 24;9(1):608.

Stefanski AL et al., Winn VD. PLoS One. 2019 Feb 7; 14(2):e0210675.

McElrath TF et al., Rosenblatt KP. Am J Obstet Gynecol. 2019 Jan 25.

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Dott. Gianfrancesco Cormaci
Dott. Gianfrancesco Cormaci
Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998, specialista in Biochimica Clinica dal 2002, ha conseguito dottorato in Neurobiologia nel 2006. Ex-ricercatore, ha trascorso 5 anni negli USA alle dipendenze dell' NIH/NIDA e poi della Johns Hopkins University. Guardia medica presso la casa di Cura Sant'Agata a Catania. In libera professione, si occupa di Medicina Preventiva personalizzata e intolleranze alimentari. Detentore di un brevetto per la fabbricazione di sfarinati gluten-free a partire da regolare farina di grano. Responsabile della sezione R&D della CoFood s.r.l. per la ricerca e sviluppo di nuovi prodotti alimentari, inclusi quelli a fini medici speciali.

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