Una ricerca condotta in collaborazione tra l'Istituto dei sistemi complessi del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Isc) e la Sapienza Università di Roma ha individuato un sistema di regolazione interno che organizza lo sviluppo delle linee cellulari staminali scheletriche attraverso criteri misurabili.
I risultati dello studio, apparsi sulla testata scientifica PRX Life dell'American Physical Society, evidenziano come le marcate fluttuazioni nei comportamenti delle staminali non siano imputabili a fattori casuali, ma derivino da una specifica forma di memoria biologica. L'indagine si è avvalsa dell'applicazione di un modello derivato dalla fisica statistica denominato "inheritance entropy", ovvero entropia da eredità, impiegato per quantificare il livello di organizzazione e la trasmissione dei caratteri lungo l'albero genealogico della colonia. Quando una cellula staminale avvia la fase di divisione, la discendenza generata si articola in traiettorie differenti, dove determinati rami mantengono una moltiplicazione costante e altri subiscono un arresto precoce. La ricerca dimostra che tale interruzione risponde a un programma strutturato e legato alla storia della stirpe cellulare.
Andrea Cavagna, ricercatore del Cnr-Isc e tra i firmatari del lavoro, ha specificato: "La chiave di questa scoperta risiede nel calcolo dell'entropia, un concetto che in fisica misura il grado di disordine di un sistema. Abbiamo scoperto che in certi punti dell'albero genealogico si attiva una modificazione epigenetica, cioè un cambiamento che influenza il comportamento cellulare senza alterare il DNA, che agisce come un conto alla rovescia biologico per tutti i futuri discendenti". Tale alterazione opera alla stregua di un meccanismo a tempo, i cui effetti non si palesano nell'immediato ma influenzano i cicli replicativi successivi in modo differito. "Questo intervallo di tempo crea uno schema altamente organizzato all'interno della colonia", aggiunge Cavagna, "È proprio questo surplus di ordine a ridurre l'entropia, dimostrando che la crescita delle staminali segue regole molto più strutturate del previsto, guidate da una memoria ancestrale e non dal caso".
L'introduzione di questa metodologia di misurazione basata sull'entropia ereditaria offre nuove prospettive di indagine nel campo della medicina rigenerativa e nei modelli di studio legati alla senescenza dei tessuti biologici. La comprensione di tali dinamiche di trasmissione dell'informazione potrebbe inoltre trovare applicazione nell'ambito della ricerca oncologica, in particolare per l'analisi dei processi ereditari che regolano i fenomeni di farmaco-resistenza all'interno delle popolazioni di cellule tumorali.
