Nuovo Metodo Traccia l'Età Cellulare Tramite l'Accessibilità della Cromatina per Mappare lo Sviluppo

Comprendere come le cellule invecchiano e si sviluppano è stato finora difficile a causa dei limiti nel tracciare la storia dei singoli elementi cellulari. Un gruppo di ricercatori ha ora sviluppato EpiTrace, un innovativo metodo computazionale in grado di determinare l'"età mitotica" cellulare — contando essenzialmente quante divisioni cellulari una cellula ha subito dalla sua origine.

Il metodo funziona analizzando i pattern di accessibilità della cromatina in specifiche regioni genomiche denominate <em>clock-like loci</em>. Queste regioni mostrano cambiamenti prevedibili nell'accessibilità del DNA man mano che le cellule si dividono, in modo analogo a come la metilazione del DNA varia con l'età. I ricercatori hanno identificato oltre 126.000 di questi loci nel genoma umano e hanno sviluppato un algoritmo che calcola la frazione di <em>clock-like loci</em> aperti per stimare l'età cellulare.

Testato su molteplici dataset, EpiTrace ha tracciato con successo lo sviluppo cellulare dagli stadi embrionali umani fino ai tessuti adulti. Il metodo ha mostrato una forte correlazione con le gerarchie di sviluppo note e ha integrato efficacemente tecniche esistenti come la RNA velocity e il tracciamento della discendenza basato sulle mutazioni. Aspetto rilevante: il metodo ha funzionato anche su specie diverse, suggerendo che il meccanismo sottostante sia evolutivamente conservato.

Le applicazioni spaziano dalla biologia dello sviluppo di base alla medicina clinica. EpiTrace ha fornito nuove evidenze sulla formazione delle cellule del sangue, lo sviluppo degli organi, la progressione tumorale, le risposte immunitarie e lo sviluppo cerebrale. A differenza dei metodi precedenti, che si basano sulla similarità cellulare o su mutazioni rare, EpiTrace offre una misura temporale diretta della storia cellulare.

Questo avanzamento potrebbe trasformare la nostra comprensione dell'invecchiamento, dello sviluppo e delle malattie, mettendo a disposizione dei ricercatori un orologio molecolare che opera a risoluzione della singola cellula e aprendo nuove strade per lo studio dell'evoluzione cellulare in condizioni di salute e di malattia.