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Cellule normali della pelle trasformate in neuroni funzionanti

Illustrazione di neuroni. (Credit: © Sergey Nivens / Fotolia) Ricercatori della School of Medicine della Case Western Reserve hanno scoperto una tecnica che converte direttamente le cellule della pelle nel tipo di cellule cerebrali distrutte nei pazienti con sclerosi multipla, paralisi cerebrale e altre cosiddette malattie della mielina.

La scoperta, pubblicata ieri, 14 Aprile sulla rivista sceintifica Nature Biotechnology, potrebbe avere implicazioni anche per altre neurodegenerazioni nelle quali i neuroni sono distrutti dal processo della malattia.


Questa innovazione permette ora la produzione "on demand" [personalizzata] di cellule di mielinazione, che forniscono una guaina vitale di isolamento che protegge i neuroni e permette l'invio di impulsi cerebrali al resto del corpo. Le cellule mielinizzanti sono distrutte nei pazienti con sclerosi multipla (SM), paralisi cerebrale (CP), e malattie genetiche rare chiamate leucodistrofie, e non possono essere sostituite.


La nuova tecnica comporta la conversione diretta dei fibroblasti (una cellula strutturale presente in abbondanza nella pelle e nella maggior parte degli organi) in oligodendrociti, il tipo di cellula responsabile della mielinazione dei neuroni del cervello. "E' 'alchimia cellulare' ", spiega Paul Tesar, PhD, professore assistente di genetica e scienze del genoma alla School of Medicine della Case Western Reserve e autore senior dello studio. "Prendiamo una cellula abbondante e facilmente accessibile e ne trasformiamo completamente l'identità facendola diventare una cellula di grande valore per la terapia".


In un processo chiamato "riprogrammazione cellulare", i ricercatori hanno manipolato il livello delle tre proteine presenti in natura per indurre cellule di fibroblasti di diventare precursori di oligodendrociti (chiamate cellule progenitrici degli oligodendrociti, o OPC). Il gruppo di Tesar, guidato da Fadi Najm e Angela Lager, ricercatori della Case Western Reserve e co-primi autori, ha generato rapidamente miliardi di queste OPC indotte (chiamate iOPC). Ancora più importante, ha dimostrato che le iOPC potrebbero rigenerare nuovi rivestimenti di mielina intorno ai nervi dopo essere state trapiantate nei topi, un risultato che fa sperare che la tecnica possa essere usata per il trattamento dei disturbi umani della mielina.


Quando gli oligodendrociti sono danneggiati o diventano disfunzionali nelle malattie mielinizzanti, di solito si perde il rivestimento mielinico isolante che ricopre i nervi. Una cura richiede che sia rigenerato il rivestimento di mielina, sostituendo gli oligodendrociti. Fino ad ora, OPC e oligodendrociti potevano essere ottenuti solo dal tessuto fetale o da cellule staminali pluripotenti. Queste tecniche sono state preziose, ma hanno delle limitazioni. "Il campo di riparazione della mielina è stato ostacolato dall'incapacità di generare rapidamente fonti sicure ed efficaci di oligodendrociti funzionali", spiega il co-autore ed esperto di mielina Robert Miller, PhD, professore di neuroscienze alla School of Medicine della Case Western Reserve e vice presidente per la ricerca dell'università. "La nuova tecnica potrebbe superare tutti questi problemi fornendo un metodo rapido e semplificato per generare direttamente le cellule funzionali produttrici di mielina".


Questo primo studio ha utilizzato cellule di topo. Il passo cruciale successivo è dimostrare la fattibilità e sicurezza nelle cellule umane in un ambiente di laboratorio. In caso di successo, la tecnica potrebbe avere ampia applicazione terapeutica nelle patologie della mielina umane. "La progressione della biologia delle cellule staminali sta fornendo opportunità per la traduzione clinica che dieci anni fa non sarebbero state possibili", dichiara Stanton Gerson, MD, professore di Medicine/Ematologia/Oncologia alla Scuola di Medicina e direttore del Centro Nazionale di Medicina Rigenerativa e del Seidman Cancer Center dell'UH Case Medical Center. "Si tratta di una vera svolta".


Hanno collaborato allo studio i ricercatori Anita Zaremba, Krysta Wyatt, Andrew Caprariello, Daniel Factor, Robert Karl, e Tadao Maeda, tutti della School of Medicine della Case Western Reserve. La ricerca è stata finanziata dal National Institutes of Health, dalla New York Stem Cell Foundation, dalla Mount Sinai Health Care Foundation e dalla School of Medicine della Case Western Reserve University.

 

 

 

 

 


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Fonte: Case Western Reserve University, via Newswise.

Riferimento: Fadi J Najm, Angela M Lager, Anita Zaremba, Krysta Wyatt, Andrew V Caprariello, Daniel C Factor, Robert T Karl, Tadao Maeda, Robert H Miller, Paul J Tesar. Transcription factor–mediated reprogramming of fibroblasts to expandable, myelinogenic oligodendrocyte progenitor cells. Nature Biotechnology, 2013; DOI: 10.1038/nbt.2561.

Pubblicato in Science Daily il 14 Aprile 2013 - Traduzione di Franco Pellizzari - Immagine: © Sergey Nivens / Fotolia

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