Come fanno le cellule a sapere il luogo esatto dove crescere? Come fanno a comunicare con le altre e formare forme geometricamente o addirittura simmetricamente precise? Quali sono i meccanismi che determinano ad esempio la striatura di una zebra o il disegno sulle ali di una farfalla?
A queste domande hanno cercato di rispondere dei ricercatori della UCLA (University of California, Los Angeles), in uno studio pubblicato sui Proceedings of fhe National Academy of Sciences che spiega come le cellule siano in grado di auto-organizzarsi in forme specifiche anche all'interno di contenitori artificiali. "Come una banda ha bisogno di un suo direttore, o una squadra di calcio del suo allenatore, cosi' le cellule necessitano di una guida che le indirizzi verso una forma corretta; noi questo lo sapevamo da tempo ma non eravamo in grado di capire quale fosse l'origine", spiega Alan Garfinkle, ricercatore dell'UCLA.
"Un tempo non avevamo idea di cosa potesse accadere all'interno di una cellula per permettere ad essa di riconoscere il proprio ruolo molto tempo prima di averlo raggiunto", continua la dott.ssa Linda Demer, co-ricercatrice. "Adesso sappiamo che i cambiamenti sono determinati da particolari proteine che vengono rilasciate dalla cellula stessa in vari stadi della propria vita, e che interagiscono fra loro dando vita alla diversita'. Questi meccanismi possono essere spiegati tramite formule matematiche specifiche, grazie alle quali sono possibili gli equilibri fra funzioni e spazio; quegli stessi equilibri che fanno crescere un embrione in un certo modo o che permettono ad una malattia di espandersi in tutto l'organismo".
I ricercatori hanno estratto delle cellule staminali bovine dalle arterie; le hanno fatte crescere in coltura ed hanno scoperto che producevano dei modelli filamentosi molto complessi. Questi modelli in natura sono il frutto di un processo chiamato di reazione-diffusione, denominato cosi' dal prof. Alan Turing, il celebre matematico che svelo' i segreti codificati di "Enigma" durante la Seconda Guerra Mondiale. In sostanza, ci sono delle proteine note come attivatori che tendono a raccogliere piu' cellule insieme, ed altre chiamate inibitori che invece rallentano questo processo. L'interazione fra queste due proteine permette alle cellule di organizzarsi in modo vario fra loro, dando vita alla diversita' di forma e spazio dell'organismo. Nel caso specifico delle striature della zebra, e' proprio la suddivisione dello spazio fra proteine attivatori e inibitori che determina le strisce di colore: ed e' una formula matematica, valida in ogni caso, che spiega il tutto.