Distribution and morphology of macrophages in the epithelium and stroma of each region of the mouse epididymis

All'interno del corpo maschile, un lungo tubo arricciato chiamato epididimo funge da scuola di specializzazione e da struttura di stoccaggio per gli spermatozoi. Dopo che gli spermatozoi lasciano i testicoli, sono immaturi e non possono nuotare o fecondare un uovo. Devono attraversare questo tubo sinuoso per acquisire tali capacità. Il tubo non è uniforme; è diviso in quattro sezioni distinte, ognuna con un compito diverso. La prima sezione riceve gli spermatozoi grezzi, le successive due sezioni li aiutano a maturare e l'ultima sezione li conserva finché non sono necessari. Poiché gli spermatozoi sono geneticamente unici e compaiono dopo che il sistema immunitario ha già imparato a ignorare le cellule del corpo stesso, l'epididimo affronta una sfida complicata. Deve proteggere gli spermatozoi dall'attacco delle difese del corpo, pur difendendoli al contempo da batteri e virus nocivi. Per risolvere questo problema, il tubo è rivestito da cellule immunitarie specializzate chiamate macrofagi. Queste cellule agiscono come la squadra di pulizia e le guardie di sicurezza del corpo, scansionando detriti e patogeni. Tuttavia, gli scienziati si sono a lungo chiesti esattamente come queste guardie siano disposte lungo le diverse sezioni del tubo e che aspetto abbiano in ogni specifica area.

Un team di ricercatori della Scuola di Medicina dell'Università di Kurume si è posto l'obiettivo di mappare queste cellule immunitarie nell'epididimo di topi. Volevano vedere non solo dove si trovassero le cellule, ma anche come la loro forma cambiasse da un'estremità all'altra del tubo. Per fare ciò, hanno prelevato campioni di tessuto da tre topi maschi adulti e hanno utilizzato una speciale tecnica di colorazione che fa brillare le cellule immunitarie sotto il microscopio. Hanno esaminato attentamente il rivestimento del tubo, noto come epitelio, e il tessuto circostante, chiamato stroma. Hanno confrontato le cellule immunitarie con un altro tipo di cellula nel rivestimento chiamato cellule basali, che si trovano alla base dello strato di tessuto e aiutano a sostenere la struttura.

I ricercatori hanno scoperto che le cellule immunitarie cambiano aspetto a seconda della sezione del tubo in cui si trovano. Nella primissima sezione, il segmento iniziale, le cellule immunitarie hanno una forma distinta. Si trovano alla base del rivestimento ma inviano lunghi e sottili bracci che si protendono verso lo spazio aperto al centro del tubo dove viaggiano gli spermatozoi. In questa stessa sezione, le cellule basali hanno un aspetto molto simile, inviando anch'esse bracci nel centro. Spostandosi alla sezione successiva, il caput, il numero di cellule immunitarie che inviano bracci verso il centro è diminuito significamente, e le cellule basali hanno smesso del tutto di inviare bracci. Quando il tessuto ha raggiunto le ultime due sezioni, il corpus e la cauda, le cellule immunitarie si erano appiattite completamente. Giacevano aderenti allo strato inferiore del tubo, senza bracci che si protendevano verso il centro. Anche le cellule basali in queste sezioni finali si erano appiattite, rispecchiando le cellule immunitarie.

Mentre le cellule all'interno del rivestimento cambiavano forma, le cellule immunitarie che vivevano nel tessuto circostante il tubo rimanevano invariate. Queste cellule circostanti rimanevano rotonde e turgide in ogni sezione, non mostrando differenze regionali. I ricercatori hanno anche contato quanti sistemi immunitari c'erano nel rivestimento rispetto al tessuto circostante. Nella prima sezione, la stragrande maggioranza delle cellule immunitarie si trovava all'interno del rivestimento, con solo un piccolo numero nel tessuto circostante. Spostandosi verso la sezione di stoccaggio finale, questo equilibrio si è invertito. Il numero di cellule immunitarie nel rivestimento è diminuito drasticamente, mentre il numero nel tessuto circostante è cresciuto molto di più.

Queste scoperte suggeriscono che il sistema immunitario nell'epididimo sia altamente organizzato per adattarsi alle esigenze di ogni sezione. All'inizio, dove gli spermatozoi sono appena arrivati e devono essere monitorati da vicino, le cellule immunitarie sono posizionate proprio sulla superficie, pronte a interagire con gli spermatozoi. Nella zona di stoccaggio finale, dove l'obiettivo è mantenere gli spermatozoi al sicuro e indisturbati, le cellule immunitarie si ritirano nel tessuto circostante, lasciando il rivestimento libero. Lo studio evidenzia anche una curiosa somiglianza tra le cellule immunitarie e le cellule strutturali basali, poiché entrambe cambiano forma nello stesso modo lungo il tubo, sebbene i ricercatori sottolineino che si tratta comunque di tipi di cellule distinti. Questa mappa dettagliata di dove si trovano queste cellule e di come appaiano fornisce un quadro più chiaro di come il corpo protegga e prepari gli spermatozoi per la riproduzione.