Le cellule di Sertoli e la spermatogenesi

È passato un secolo e mezzo da quando Enrico Sertoli ha pubblicato la scoperta seminale della “cellula infermiera” testicolare, non solo una cellula chiave del testicolo, ma anche una delle cellule più sorprendenti nel corpo dei vertebrati.

In questa recensione, iniziamo esaminando le tre fasi della ricerca morfologica che si sono verificate nello studio delle cellule di Sertoli, poiché l’anatomia microscopica era essenzialmente l’unica disciplina scientifica disponibile per circa i primi 75 anni dopo la scoperta.

La biochimica e la biologia molecolare hanno poi cambiato tutte le scienze biologiche, compresa la nostra comprensione delle funzioni delle cellule di Sertoli. Immunologia e biologia delle cellule staminali non erano nemmeno argomenti di scienza nel 1865, ma ora sono diventati problemi importanti nel nostro apprezzamento del ruolo delle cellule di Sertoli nella spermatogenesi.

Finiamo con l’importanza universale e la plasticità della funzione confrontando le cellule di Sertoli in pesci, anfibi e mammiferi. In queste varie classi di vertebrati, le cellule di Sertoli hanno modalità di proliferazione e mantenimento epiteliali piuttosto diverse, la formazione cistica rispetto a quella tubulare, ma svolgono essenzialmente la stessa funzione ma in modi sorprendentemente differenti.

Si celebra il 150 ° anniversario della pubblicazione della scoperta della cella di Sertoli (Sertoli, 1865).

Anche se Enrico Sertoli ha esplorato numerosi altri argomenti, tra cui la fisiologia delle proteine ​​del sangue, l’acido carbonico nel sistema respiratorio e la contrazione della muscolatura liscia, gli è stato dato il massimo onore per il suo studio del testicolo umano, quando Von Per prima cosa, Ebner chiamò queste cellule, “le cellule di Sertoli” (Ebner, 1888). La ricerca sulla cellula di Sertoli è iniziata lentamente, con solo circa 25 manoscritti pubblicati fino al 1950. Tuttavia, il rapido progresso nella nostra conoscenza di questa cellula unica è stato presto realizzato con l’invenzione del microscopio elettronico e le scoperte di DNA, RNA e nuovi metodi di biochimica, che ha permesso l’incorporazione di istochimica e immunochimica in studi di biologia molecolare (vedi Tabella 1 per la cronologia degli anticipi). Ora ci sono circa 500 articoli pubblicati ogni anno che descrivono le intricate relazioni stabilite dalle cellule di Sertoli nei testicoli.

La biologia molecolare ci ha fornito informazioni sui complicati meccanismi coinvolti nella sua funzione di cellula infermieristica. Discutiamo poi di come queste informazioni siano applicate agli attuali studi in corso sul ruolo delle cellule di Sertoli nella nicchia delle cellule staminali spermatogoniche e nel mantenimento del privilegio immunitario testicolare

La nicchia delle cellule staminali spermatogoniche

Le cellule staminali adulte sono essenziali per il mantenimento, la riparazione e la rigenerazione di molti organi, e una corretta regolazione del loro destino è quindi fondamentale per mantenere l’omeostasi tissutale. Le prove accumulate suggeriscono che l’auto-rinnovamento e la differenziazione delle cellule staminali dipendono da microambienti specializzati chiamati nicchie (Spradling et al., 2001; Scadden, 2006) e che a loro volta le cellule staminali influenzano il loro ambiente (Baraniak e McDevitt, 2010; Mosher et al., 2012, Sowa et al., 2012). Nel testicolo dei mammiferi, le cellule staminali spermatogoniche (SSC) risiedono sulla membrana basale dei tubuli seminiferi e sono in contatto intimo con le cellule di Sertoli. La nicchia del SSC è costituita da una complessa interazione di fattori di crescita forniti da Sertoli e cellule interstiziali, la membrana basale e gli stimoli dalla rete vascolare (Chiarini-Garcia et al., 2001; Chiarini-Garcia et al., 2003; Kanatsu-Shinohara et al., 2007; Oatley & Brinster, 2012). A causa della sua associazione fisica con le cellule germinali, la cellula di Sertoli è probabilmente il più importante contributore della nicchia, fornendo segnali paracrini e juxtacrine e componenti secernenti della membrana basale. Inoltre, l’aumento sperimentale del numero di cellule di Sertoli porta a nicchie aggiuntive che possono essere colonizzate dai SSC dopo il trapianto (Oatley et al., 2011). È anche evidente che la nicchia deve fornire diversi insiemi di segnali alle SSC in base ai tempi di sviluppo del testicolo. Ad esempio, nel testicolo neonatale si attiva l’auto-rinnovamento SSC per stabilire il pool di cellule staminali e gli studi hanno dimostrato che le nicchie neonatali sono più efficienti di nicchie per adulti per rigenerare la spermatogenesi da SSC trapiantati (Shinohara et al., 2001). Al contrario, l’auto-rinnovamento di SSC nell’adulto può avvenire solo durante alcune fasi del ciclo seminifero (Johnston et al., 2011; Grasso et al., 2012).

Liberamente tratto da :

The Sertoli cell: one hundred fifty years of beauty and plasticity

1. R. França R. A. Hess J. M. Dufour  M. C. Hofmann  M. D. Griswold

First published: 4 February 2016 https://doi.org/10.1111/andr.12165 Cited by: 32