Ricerche

Immagine dal video di Kevin Jiang accessibile in fondo all'articolo.

Un cane impara a sedersi a comando, una persona ascolta e alla fine esclude il ronzio della lavatrice mentre legge ... La capacità di imparare e adattarsi è centrale per l'evoluzione e, invero, per la sopravvivenza. L'abitudine, o assuefazione - parente povera di adattamento - comporta la riduzione della risposta a uno stimolo dopo un'esposizione ripetuta. Pensa al bisogno che un terzo espresso mantenga lo stesso livello di concentrazione che una volta raggiungevi con uno solo.

Fino a poco tempo fa, l'assuefazione - una forma semplice di apprendimento - era considerata il dominio esclusivo di organismi complessi con cervello e sistema nervoso, come vermi, insetti, uccelli e mammiferi. Ma un nuovo studio, pubblicato il 19 novembre su Current Biology, offre prove convincenti che anche piccole creature monocellulari, come ciliati e amebe, così come le cellule del nostro corpo, potrebbero mostrare un'assuefazione simile a quella degli organismi più complessi con un cervello.

Il lavoro, guidato da scienziati della Harvard University e del Center for Genomic Regulation (CRG) di Barcellona, ​​suggerisce che le singole cellule sono in grado di comportamenti più complessi di quanto creduto finora.

"Questa scoperta apre un nuovo entusiasmante mistero per noi: in che modo le cellule senza cervello gestiscono qualcosa di così complesso?", ha detto l'autore senior dello studio Jeremy Gunawardena, professore associato di biologia dei sistemi al Blavatnik Institute di Harvard, che ha guidato lo studio con Rosa Martinez Corral, ex ricercatrice post-dottorato del suo laboratorio, a capo ora di un gruppo di ricerca su sistemi e biologia sintetica al CRG.

I risultati si aggiungono al lavoro limitato, ma in crescita, su questo argomento. Precedenti lavori guidati da Gunawardena avevano scoperto che un ciliato a cellula singola mostra un comportamento di evitamento, non diverso dalle azioni osservate negli animali che incontrano stimoli spiacevoli.

Cosa hanno scoperto i ricercatori

Invece di studiare le cellule in un piatto di laboratorio, gli scienziati hanno usato la modellazione avanzata al computer per analizzare come le reti molecolari all'interno delle cellule ciliate e dei mammiferi rispondono a diversi modelli di stimolazione. Hanno trovato 4 reti che presentano segni distintivi dell'abitudine nel cervello degli animali.

Queste reti condividevano una caratteristica comune: ogni rete molecolare aveva due forme di archiviazione della 'memoria' che coglievano le informazioni apprese dall'ambiente. Una memoria decadeva molto più velocemente dell'altra: una forma di perdita di memoria necessaria per l'assuefazione, hanno osservato i ricercatori. Questa scoperta suggerisce che singole cellule elaborano e ricordano le informazioni su tempi diversi.

Implicazioni

Studiare l'assuefazione in singole cellule potrebbe aiutare a capire come funziona in generale l'apprendimento, hanno detto i ricercatori. I risultati mettono anche le umili creature monocellulari sotto una luce nuova e più allettante: non sono semplicemente macchine molecolari confezionate in corpi microscopici, ma sono anche agenti che possono imparare. Ma che dire delle applicazioni più pratiche? I ricercatori avvertono che per ora rimangono puramente ipotesi.

Tuttavia, un'idea audace sarebbe applicare il concetto di abitudine alla relazione tra cancro e immunità. I tumori sono notoriamente buoni evasori di sorveglianza immunitaria perché ingannano le cellule immunitarie facendo loro credere di essere solo astanti innocenti. In altre parole, le cellule immunitarie responsabili del riconoscimento del cancro possono essere abituate in qualche modo alla presenza di una cellula tumorale: la cellula immunitaria si abitua allo stimolo e non risponde più.

"È simile all'illusione. Se sapessimo come vengono codificate queste false percezioni nelle cellule immunitarie, potremmo provare a riprogettarle in modo che le cellule immunitarie inizino a percepire correttamente il loro ambiente, il tumore diventi visibile come maligno e si mettano al lavoro", ha detto Gunawardena. "In questo momento è fantasia, ma è una direzione che mi piacerebbe esplorare in seguito".