Ricerche

Ricercatori e pazienti attendono con ansia il giorno in cui le cellule staminali potranno essere utilizzate per sostituire le cellule cerebrali uccise dall'Alzheimer e da altre patologie neurodegenerative.

Gli scienziati sono attualmente in grado di produrre neuroni e cellule cerebrali da cellule staminali, ma si è dimostrato molto più difficile indurre questi neuroni a funzionare correttamente quando trasferiti sul sito ospite.

Illustrazione di una rete neurale. Ricercatori hanno trovato un modo per indurre i neuroni derivati da cellule staminali a dirigere le funzioni cognitive dopo il trapianto su una rete neurale esistente. (Credit: © nobeastsofierce / Fotolia)

Ora ricercatori del Sanford-Burnham Medical Research Institute hanno trovato un modo per stimolare i neuroni derivati da cellule staminali a dirigere le funzioni cognitive dopo il trapianto su una rete neurale esistente. Lo studio è stato pubblicato il 7 novembre sul Journal of Neuroscience.

"Abbiamo dimostrato per la prima volta che le cellule staminali embrionali che abbiamo programmato per diventare neuroni, sono in grado di integrarsi nei circuiti cerebrali esistenti e a iniziare schemi di attività elettrica fondamentali per la coscienza e l'attività della rete neurale", ha detto Stuart A. Lipton, MD, Ph.D., autore senior dello studio, direttore del Del E. Webb Neuroscience, Aging, and Stem Cell Research Center del Sanford-Burnham e neurologo clinico.

Il trucco si è rivelato semplice. Lipton e il suo gruppo (che comprende Juan Piña-Crespo, Ph.D., DVM, Maria Talantova, MD, Ph.D., e altri colleghi del Sanford-Burnham e della Stanford University) hanno trapiantato neuroni umani derivati da cellule staminali nell'ippocampo di un roditore, il centro di elaborazione delle informazioni del cervello. Quindi hanno attivato specificamente i neuroni trapiantati con la stimolazione optogenetica, una tecnica relativamente nuova che unisce la luce e la genetica per controllare con precisione il comportamento cellulare nei tessuti viventi o negli animali.

Per capire se i neuroni umani appena trapiantati e stimolati con la luce, stavano effettivamente lavorando, Lipton e colleghi hanno misurato le oscillazioni ad alta frequenza nei neuroni esistenti distanti da quelli trapiantati. Hanno scoperto che i neuroni trapiantati inducono i neuroni esistenti ad iniziare oscillazioni ad alta frequenza. Le oscillazioni neuronali più veloci di solito sono le migliori; sono associate a migliori prestazioni nei compiti senso-motori e cognitivi.

Per riassumere, i neuroni umani trapiantati non solo erano conduttori di impulsi elettrici, ma hanno anche suscitato l'attività delle reti neuronali limitrofe, più o meno allo stesso ritmo che avviene in un ippocampo normale e funzionante.

Le prospettive terapeutiche di questa tecnologia sembrano essere molto promettenti. "Sulla base di questi risultati, potremmo essere in grado di ripristinare l'attività del cervello - e quindi ripristinare la funzione motoria e cognitiva - trapiantando facilmente cellule neuronali manipolabili, derivate da cellule staminali embrionali", ha detto Lipton.

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Fonte: Materiale del Sanford-Burnham Medical Research Institute. Articolo originale scritto da Heather Buschman.

Riferimento:JC Pina-Crespo, M. Talantova, E.-G. JC Pina-Crespo, M. Talantova, E.-G. Cho, W. Soussou, N. Dolatabadi, SD Ryan, R. Ambasudhan, S. McKercher, K. Deisseroth, SA Lipton. High-Frequency Hippocampal Oscillations Activated by Optogenetic Stimulation of Transplanted Human ESC-Derived Neurons. Journal of Neuroscience, 2012; 32 (45): 15837 DOI: 10.1523/JNEUROSCI.3735-12.2012.

Pubblicato in ScienceDaily il 15 Novembre 2012 - Traduzione di Franco Pellizzari.

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