Ricerche

Cellule staminali neurali (verdi) migrano in un sito danneggiato del cervello di topo con DLB e cominciano a differenziarsi in astrociti (rosso), con conseguente miglioramento del funzionamento motorio e cognitivo. (Fonte: Laboratorio Blurton-Jones)Le cellule staminali neurali trapiantate in siti cerebrali danneggiati di topi, hanno migliorato notevolmente il deterioramento sia motorio che cognitivo associati alla demenza con corpi di Lewy, secondo i neurobiologi Sue & Bill Gross dello Stem Cell Research Center dell'Università di California di Irvine e dell'Institute for Memory Impairments and Neurological Disorders.

La demenza con corpi di Lewy (DLB) è il secondo tipo per diffusione di demenza legata all'età, dopo l'Alzheimer, ed è caratterizzata dall'accumulo della proteina alfa-sinucleina, che si raccoglie in masse sferiche chiamate 'Corpi di Lewy', che si accumulano anche in disturbi correlati, compreso il Parkinson.

Questa patologia, a sua volta, compromette la normale funzione dei neuroni, causando alterazioni nella chimica cruciale del cervello e nella comunicazione neuronale e, infine, provocando la morte delle cellule.

I ricercatori, guidati dal professore associato di neurobiologia e comportamento Mathew Blurton-Jones e dal dottorando Natalie Goldberg dell'UCI, sperano che un giorno il trapianto delle cellule staminali neurali in pazienti umani possa aiutare a superare i deterioramenti motori e cognitivi della DLB. I risultati dello studio sono apparsi on-line su Stem Cell Reports.

Per testare la loro idea, i ricercatori hanno trapiantato cellule staminali neurali di topo in animali modificati geneticamente, che possedevano molte delle caratteristiche chiave della DLB. Un mese dopo, i topi sono stati ri-testati in vari compiti comportamentali e sono apparsi guadagni significativi nelle funzioni sia motorie che cognitive. Ad esempio, questi topi riuscivano a girare molto più a lungo in un rullo rotante e a riconoscere molto meglio nuovi oggetti, rispetto ai topi DLB non trattati.

Per capire come il trapianto delle cellule staminali ha alleviato le menomazioni, la Goldberg e i suoi colleghi hanno esaminato gli effetti delle cellule staminali sulla patologia cerebrale e sui circuiti che collegano i neuroni. Essi hanno scoperto che i miglioramenti funzionali hanno richiesto la produzione del fattore di crescita specifico BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor) da parte delle cellule staminali neurali.

Il team ha esaminato due delle strutture chiave del cervello che cessano di funzionare nella DLB (i neuroni che producono dopamina e glutammato), per determinare come il BDNF riesce a guidare il recupero. "I nostri esperimenti hanno rivelato che le cellule staminali neurali possono migliorare la funzione dei neuroni che producono sia dopamina che glutammato, inducendo le cellule cerebrali a connettersi e a comunicare in modo più appropriato. Questo, a sua volta, facilita il recupero delle funzioni motorie e cognitive", ha detto la Goldberg.

Per confermare ulteriormente l'importanza del BDNF in questi effetti, i ricercatori hanno modificato le cellule staminali in modo che non potessero più produrre il fattore di crescita. Quando queste cellule modificate sono state trapiantate, non sono riuscite a migliorare la funzione comportamentale e non hanno più enfatizzato la segnalazione della dopamina e del glutammato.

Per testare anche la possibilità che il BDNF da solo possa essere un trattamento efficace, la Goldberg ha usato un virus per portare il fattore di crescita nel cervello dei topi con DLB. Lei ha scoperto che questo trattamento comporta un buon recupero delle capacità motorie nei roditori di test, ma un recupero solo limitato delle funzioni cognitive.

Questo, secondo la Goldberg, suggerisce che, anche se il BDNF è fondamentale per indurre il recupero motorio e cognitivo mediato dalle cellule, non può raggiungere questo risultato da solo. Queste scoperte implicano che il trapianto di cellule staminali neurali che producono BDNF potrebbe un giorno diventare un nuovo approccio per il trattamento della DLB, e Blurton-Jones e la Goldberg sono cautamente ottimisti.

"Restano molte domande importanti prima che possiamo immaginare di procedere con gli studi umani iniziali", ha detto Blurton-Jones. "Per esempio, dobbiamo prima identificare e testare le cellule staminali neurali umane". Tuttavia, se questo approccio reggerà, le cellule staminali neurali che producono BDNF potrebbero anche essere utili per diverse altre malattie: "BDNF, dopamina e glutammato sono implicati anche in altre malattie neurodegenerative, compresa la corea di Huntington e l'Alzheimer", ha osservato la Goldberg.

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Jacqueline Caesar, Ashley Park, Shawn Sedgh, Gilana Finogenov e Joy Davis della UCI, nonché Eliezer Masliah della UC San Diego hanno contribuito allo studio, che ha ricevuto il sostegno della National Science Foundation.