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Cellule adulte trasformate in cellule nervose, bypassando la fase staminale
Su-Chun Zhang (a sinistra), professore di neuroscienze alla Scuola di Medicina e Sanità Pubblica, con la studente post-dottorato Lin Yao nel suo laboratorio di ricerca al Centro Waismam. (Credit: Jeff Miller)Un gruppo di ricerca dell'Università del Wisconsin di Madison ha convertito le cellule della pelle di persone e scimmie in un tipo di cellule che possono formare una grande varietà di cellule del sistema nervoso, senza passare per la fase onnipresente chiamata cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC).
Bypassare la fase delle iPSC ultra-flessibili è un vantaggio chiave, dice l'autore senior Su-Chun Zhang, professore di neuroscienze e neurologia. "Le cellule iPSC possono generare qualsiasi tipo di cellula, il che potrebbe essere un problema per la terapia basata sulle cellule che ripara i danni dovuti a malattie o lesioni nel sistema nervoso".
In particolare, l'assenza di cellule iPSC esclude la formazione di tumori causati dalle cellule pluripotenti nel ricevente, una preoccupazione che coinvolge la terapia con cellule staminali. Un secondo progresso proviene dal virus che trasporta i geni per riprogrammare le cellule adulte della pelle in una forma diversa e più flessibile. A differenza di altri virus usati per questo processo, il virus Sendai non diventa parte dei geni della cellula.
Jianfeng Lu, socio di ricerca post-dottorato di Zhang al Waisman Center della UW-Madison, ha rimosso cellule cutanee dalle scimmie e dalle persone, e le ha esposte al virus Sendai per 24 ore. Ha poi scaldato il piatto di cultura per uccidere il virus senza danneggiare le cellule in trasformazione. Tredici giorni dopo, Lu ha potuto raccogliere una cellula staminale chiamata progenitrice neuronale indotta. Dopo che la progenitrice è stata impiantata in topi neonati, le cellule neurali sembrano crescere normalmente, senza formare difetti evidenti o tumori, secondo Zhang.
Altri ricercatori hanno bypassato la fase di cellule staminali pluripotenti, trasformando cellule della pelle in neuroni e altre cellule specializzate, riconosce Zhang, ma la nuova ricerca appena pubblicata in Cell Reports, aveva un obiettivo diverso."La nostra idea era trasformare le cellule della pelle in cellule progenitrici neurali, cellule che possono produrre cellule legate al tessuto neurale. Queste progenitrici possono essere propagate in gran numero".
La ricerca supera i limiti degli sforzi precedenti, secondo Zhang. Primo, il virus Sendai, una sorta di virus del raffreddore, è considerato sicuro perché non entra nel DNA delle cellule, ed è ucciso dal calore entro 24 ore. (Questo è molto simile alla febbre che aumenta la nostra temperatura per rimuovere i virus del raffreddore). Secondo, le progenitrici neurali hanno una maggiore capacità di far crescere cellule figlie per ricerca o terapia. Terzo, le cellule progenitrici sono già ben avanti nel percorso verso la specializzazione, e non possono diventare, diciamo, cellule del fegato o dei muscoli dopo l'impianto. Infine, le progenitrici possono produrre molte cellule più specializzate.
I neuroni cresciuti dal progenitore hanno l'impronta dei neuroni presenti nella parte posteriore del cervello, e anche questa specializzazione può essere utile. "Per uso terapeutico, è indispensabile utilizzare determinati tipi di progenitori neurali", dice Zhang. "Abbiamo bisogno di tipi neuronali specifici della regione e della funzione, per malattie neurologiche specifiche". Le cellule progenitrici derivate dalla pelle di pazienti di ALS (malattia di Lou Gehrig) o di atrofia muscolare spinale possono essere trasformate in varie cellule neurali per modellare ognuna delle malattie e consentire una rapida individuazione di farmaci, aggiunge Zhang.
Alla fine, il processo potrebbe produrre cellule utilizzate per il trattamento di condizioni come le lesioni del midollo spinale e la SLA. "Questi esperimenti di trapianto confermano che le cellule riprogrammate appartengono realmente alle cellule delle regioni cerebrali destinatarie ed le progenitrici hanno prodotto le tre principali classi di cellule nervose: neuroni, astrociti e oligodendrociti", conferma Zhang. "Questo studio prova-di-principio mette in evidenza la possibilità di generare molti progenitori neurali specializzati per specifici disturbi neurologici".
Fonte: University of Wisconsin-Madison. Articolo originale scritto da David Tenenbaum.
Riferimento: Jianfeng Lu, Huisheng Liu, Cindy Tzu-Ling Huang, Hong Chen, Zhongwei Du, Yan Liu, Mohammad Amin Sherafat, Su-Chun Zhang. Generation of Integration-free and Region-Specific Neural Progenitors from Primate Fibroblasts. Cell Reports, 2013; DOI: 10.1016/j.celrep.2013.04.004.
Pubblicato in Science Daily il 2 Maggio 2013 (> English version) - Traduzione di Franco Pellizzari
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