Gli scienziati scoprono come le cellule ciliate possono aiutare la pelle a guarire più velocemente.

Ricercatori del Rockefeller Center hanno scoperto che bassi livelli di serina innescano un cambiamento nelle cellule staminali dei capelli, trasformandole in esperte nella guarigione delle ferite, e che la dieta potrebbe svolgere un ruolo importante. Lo studio è stato pubblicato su Cell Metabolism

La serina è un amminoacido fondamentale per numerose funzioni biologiche, tra cui la sintesi di proteine, la produzione di neurotrasmettitori (come la D-serina che è cruciale per l’apprendimento e la memoria) e la formazione delle membrane cellulari e della mielina. Svolge un ruolo nel metabolismo energetico, nel supporto al sistema immunitario e contribuisce alla formazione di altre molecole essenziali, come i nucleotidi.

Il ruolo della serina oltre i capelli e la pelle

Precedenti ricerche hanno dimostrato che le cellule staminali cutanee precancerose possono diventare dipendenti dalla serina circolante e che limitarne l’assunzione nella dieta aiuta a impedire a queste cellule di trasformarsi in cancerose. Questi risultati hanno evidenziato la potente influenza della serina sul comportamento cellulare e hanno persino ispirato studi che testano diete prive di serina come trattamento contro il cancro. Per approfondire come la riduzione della serina potesse influire sui tessuti sani, i Ricercatori del Rockefeller Center si sono concentrati sul ruolo della serina nella normale attività delle cellule staminali e su come la sua assenza potesse rimodellare la rigenerazione. I ricercatori hanno testato il modo in cui le cellule staminali del follicolo pilifero rispondono allo stress metabolico. Hanno privato i topi della serina alimentare o hanno utilizzato metodi genetici per impedire alle cellule di produrne. In entrambi i casi, i risultati hanno mostrato che la serina comunica direttamente con l’ISR (risposta integrata allo stress), un sistema che monitora quando le condizioni dei tessuti subiscono uno squilibrio. Così i Ricercatori del Rockefeller Center hanno scoperto come le cellule staminali del follicolo pilifero possano passare dalla crescita dei capelli alla riparazione della pelle quando i nutrienti scarseggiano. La chiave sta nella serina, un amminoacido che attiva un segnale di stress che indica alle cellule di risparmiare energia. Quando si verificano sia lesioni che una carenza di serina, le cellule staminali si dedicano completamente alla riparazione della pelle. La scoperta potrebbe portare a soluzioni dietetiche o mediche per favorire la guarigione.

Un calo dei livelli di serina induce le cellule staminali del follicolo pilifero a interrompere la crescita dei capelli e a iniziare a riparare le ferite. Questo cambiamento indotto dallo stress potrebbe aprire nuove strade per accelerare la guarigione della pelle attraverso la dieta o i farmaci.

La pelle contiene due tipi principali di cellule staminali adulte: le cellule staminali epidermiche e le cellule staminali del follicolo pilifero. Normalmente, ogni tipo ha un ruolo ben definito: una mantiene la pelle, mentre l’altra favorisce la crescita dei capelli. Tuttavia, una ricerca della Rockefeller University ha rivelato che le cellule staminali del follicolo pilifero (HFSC) sono sorprendentemente adattabili. Quando la pelle subisce una lesione, queste cellule possono passare dalla crescita dei capelli alla riparazione della ferita. A cambiare il comportamento delle cellule è un segnale di stress,

Lo stesso team di ricerca del Rockefeller ha ora identificato il segnale chiave alla base di questa trasformazione. Le cellule staminali del follicolo pilifero rispondono a quella che viene chiamata risposta integrata allo stress (ISR), un sistema di allerta cellulare che le aiuta a risparmiare energia e a concentrarsi sui compiti di sopravvivenza. Nella pelle, questa risposta allo stress è legata all’amminoacido serina, un nutriente non essenziale presente in alimenti comuni come carne, cereali e latte. Nel loro studio pubblicato gli scienziati hanno dimostrato che quando i livelli di serina diminuiscono, l’ISR si attiva e la produzione di peli rallenta. Se anche la pelle è ferita, l’ISR aumenta ulteriormente, bloccando completamente la crescita dei peli in modo che le cellule possano concentrarsi sulla riparazione dei tessuti danneggiati. Questo cambiamento di priorità aiuta la pelle a guarire più velocemente.

La privazione di serina innesca un ‘quadrante’ cellulare altamente sensibile che regola con precisione il destino della cellula: verso la pelle e lontano dai capelli”, spiega il primo autore Jesse Novak, ella Weill Cornell University ed ex studente di dottorato presso il laboratorio Rockefeller di Elaine Fuchs. “I nostri risultati suggeriscono che potremmo essere in grado di accelerare la guarigione delle ferite cutanee manipolando i livelli di serina attraverso la dieta o i farmaci”.

I tessuti adulti dipendono dalle cellule staminali per mantenere l’equilibrio, sostituendo le cellule che muoiono e riparando i tessuti danneggiati. Eppure, gli scienziati sanno ancora poco su come queste cellule gestiscano energia e nutrienti durante le diverse attività. Novak e il suo team volevano comprendere i fattori metabolici che mantengono le cellule staminali funzionanti normalmente e cosa cambia quando devono cambiare marcia per guarire una ferita.

“La maggior parte delle ferite cutanee che produciamo sono dovute ad abrasioni, che distruggono la parte superiore della pelle”, afferma Novak. “Quella zona ospita un pool di cellule staminali che normalmente si occupano della riparazione delle ferite. Ma quando queste cellule vengono distrutte, costringono le cellule staminali del follicolo pilifero a prendere il comando della riparazione”, afferma Novak. “Consapevoli di ciò, abbiamo pensato che monitorare queste cellule cutanee durante la guarigione delle ferite rappresentasse un ottimo modello per testare se e come i metaboliti regolano questo processo nel suo complesso”.

Quando i livelli di serina erano bassi, la crescita dei capelli rallentava perché richiedeva molta energia. Quando si verificavano ferite, l’ISR si attivava ancora più intensamente, dando priorità alla guarigione rispetto alla rigenerazione dei capelli. In altre parole, quando lo stress aumenta, i meccanismi di riparazione della pelle hanno la priorità.

“A nessuno piace perdere i capelli, ma quando si tratta di sopravvivere in periodi di stress, riparare l’epidermide ha la precedenza”, afferma Fuchs. “Una chiazza di pelo mancante non è una minaccia per un animale, ma una ferita non rimarginata sì.”

L’extra serina può stimolare la crescita dei capelli?

Una volta confermato che bassi livelli di serina influenzano il comportamento delle cellule staminali, il team si è chiesto se l’aumento dei livelli di serina potesse favorire la crescita dei capelli. La risposta sembra essere no. L’organismo mantiene uno stretto controllo sui livelli di serina e, anche quando ai topi è stata somministrata una quantità di serina alimentare sei volte superiore al normale, i livelli sono aumentati solo del 50% circa.

“Tuttavia, abbiamo visto che se impedivamo a una cellula staminale di produrre la propria serina e ne reintegravamo le perdite attraverso una dieta ricca di serina, eravamo in grado di salvare parzialmente la rigenerazione dei capelli”, aggiunge Novak.

“Nel complesso, la capacità delle cellule staminali di prendere decisioni sul destino cellulare in base ai livelli di stress a cui sono sottoposte avrà probabilmente ampie implicazioni sul modo in cui i tessuti ottimizzano le loro capacità rigenerative in periodi di scarsità di risorse”, afferma Fuchs.

Jesse S.S. Novak, Lisa Polak, Sanjeethan C. Baksh, Douglas W. Barrows, Marina Schernthanner, Benjamin T. Jackson, Elizabeth A.N. Thompson, Anita Gola, M. Deniz Abdusselamoglu, Alain R. Bonny, Kevin A.U. Gonzales, Julia S. Brunner, Anna E. Bridgeman, Katie S. Stewart, Lynette Hidalgo, June Dela Cruz-Racelis, Ji-Dung Luo, Shiri Gur-Cohen, H. Amalia Pasolli, Thomas S. Carroll, Lydia W.S. Finley, Elaine Fuchs. The integrated stress response fine-tunes stem cell fate decisions upon serine deprivation and tissue injury. Cell Metabolism, 2025; 37 (8): 1715 DOI: 10.1016/j.cmet.2025.05.010