Il gruppo di ricerca giapponese, della Kobe University, è stato il primo a rivelare che la disposizione a scacchiera delle cellule nell’organo del Corti, che si trova all’interno della Coclea (situata nell’orecchio interno) è fondamentale per l’udito. La scoperta fornisce una nuova visione del funzionamento dell’udito dal punto di vista dell’auto-organizzazione cellulare e consentirà di comprendere meglio i vari disturbi dell’udito.
Background della ricerca
La coclea dell’orecchio interno è necessaria per l’ascolto dei suoni e al suo interno si trova l’organo di Corti. Quando l’organo di Corti viene osservato al microscopio, si possono notare due tipi di cellule disposte in una posizione precisamente ordinata che assomiglia a una scacchiera. Le onde sonore confluiscono dall’orecchio interno al cervello grazie alle cellule ciliate che fungono, quindi, da recettori. Il loro nome è dovuto alla presenza, nella parte apicale della cellula, di una serie di particolari microvilli (microscopiche sporgenze sulla superficie di alcune cellule del corpo) chiamati stereociglia. Le stereociglia sono disposte in file di lunghezze decrescenti a formare una struttura simile a quella delle canne di un organo. Sono sparate fra loro da cellule di supporto che impediscono alle cellule di toccarsi. Sebbene si ritenga che questa disposizione a rete, o meglio, a scacchiera sia necessaria per il corretto funzionamento dell’organo di Corti, la relazione tra questo schema e la funzione uditiva è rimasta a lungo poco chiara. Lo stesso gruppo di ricerca ha precedentemente confermato che questa disposizione a scacchiera dell’orecchio interno si costituisce grazie ad un meccanismo di segregazione cellulare che consente alle cellule ciliate e alle cellule di supporto di allinearsi correttamente. Le cellule ciliate e le cellule di supporto esprimono ciascuna un tipo diverso della molecola di adesione cellulare, la nectina. In topi da laboratorio, in cui una di queste molecole di nectina è stat resa non funzionale, i ricercatori hanno constatato che lo schema a scacchiera si formava correttamente. Spinti da questa scoperta, i ricercatori hanno utilizzato gli stessi topi per analizzare il legame tra la disposizione a scacchiera delle cellule e la funzionalità dell’udito.
Metodologia di ricerca
Il gruppo di ricerca ha confrontato topi “normali” (di controllo) con topi con un tipo di nectina non funzionante (topo nectina-3 KO, di seguito denominato topo nectina KO). Non è stata osservata alcuna differenza tra i topi nel numero di cellule ciliate e di cellule di supporto nell’organo di Corti. Tuttavia, è stata riscontrata una differenza nella facilità con cui i due tipi di cellule aderiscono l’una all’altra; nei topi nectina-3 KO le cellule ciliate aderiscono l’una all’altra (cosa che normalmente non accade), con conseguenti anomalie nel disegno a scacchiera. A questo punto, i ricercatori hanno ipotizzato che l’esame dell’udito di questi topi avrebbe potuto rivelare la relazione tra l’udito e il motivo a scacchiera. Hanno misurato l’udito di topi KO con nectina utilizzando il metodo della risposta del tronco encefalico uditivo (ABR). Questo test ha rivelato che i topi nectina KO erano moderatamente sordi, dimostrando che la perdita dell’udito era causata dalle anomalie dell’orecchio interno.
I ricercatori hanno quindi esaminato gli organi di Corti dei topi con nectina KO, sottoposti al test ABR, e hanno scoperto che il numero di cellule ciliate era diminuito di circa la metà. Poi hanno cercato di capire perché fossero scomparse solo le cellule ciliate (e non quelle di supporto) scoprendo che dopo 2 settimane si verificava l’apoptosi (morte) delle cellule ciliate. Inoltre, l’esame delle tracce di apoptosi ha rivelato che la morte cellulare è avvenuta in molte cellule che avevano aderito l’una all’altra. Ciò ha indotto i ricercatori a supporre che l’apoptosi sia stata causata dall’adesione delle cellule ciliate tra loro (cosa che normalmente non avviene). Finché due cellule ciliate non erano aderenti tra loro, la funzione cellulare rimaneva normale. In altre parole, l’apoptosi delle cellule ciliate è stata indotta solo nei punti in cui le cellule ciliate erano a-normalmente aderenti tra loro. Questi risultati hanno rivelato per la prima volta che lo schema a scacchiera di cellule ciliate e cellule di supporto presente nell’organo del Corti funziona come una struttura fondamentale, che protegge le cellule ciliate e la loro funzionalità, impedendo alle cellule ciliate di attaccarsi l’una all’altra. Concentrare la ricerca sull’auto-organizzazione cellulare negli organi sensoriali aumenterà la nostra conoscenza delle funzioni degli organi sensoriali e delle loro funzioni.
