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Ricerche

Iniezione intranasale di cellule staminali come possibile trattamento di Alzheimer

Delivery of extracellular vesicles from stem cellaffects microglia activationL'iniezione intranasale di vescicole extracellulari derivate da cellule staminali mesenchimali (MSC-EV), influenza l'attivazione delle microglia nel cervello di topo. Nell'immagine la distribuzione di microglia (verde) nella regione CA1 mediale dell'ippocampo di un topo di controllo (sinistra) e uno trattato (destra).Nella ricerca di una cura per il morbo di Alzheimer (MA), le cellule staminali mesenchimali e le loro vescicole extracellulari derivate ​​(MSC-EV), si dimostrano molto promettenti grazie alle loro proprietà protettive e antinfiammatorie.


I risultati di un nuovo studio fatto sui topi, pubblicato in STEM CELLS Translational Medicine, rafforza questa idea, mostrando per la prima volta che le MSC-EV iniettate attraverso i passaggi nasali riducono l'infiammazione, ritenuta un fattore primario nel MA, e innescano azioni che proteggono i neuroni del cervello da ulteriori effetti degenerativi.


Lo studio, guidato da Silvia Coco PhD, dell'Università di Milano-Bicocca, pone le basi per studi futuri che potrebbero indicare un modo per curare questa malattia devastante.


Il MA è una degenerazione irreversibile del cervello che provoca distruzioni nella memoria, nella cognizione, nella personalità e in altre funzioni, che alla fine portano alla morte. In tutto il mondo, si calcola che 50 milioni di persone vivano con il MA o con altre demenze, secondo un rapporto del 2018 di Alzheimer's Disease International, con un costo di assistenza stimato in più di 880 miliardi di euro.


Anche se si suppone che gli accumuli di proteine ​​anomale nel cervello, chiamate placche amiloidi, abbiano un ruolo centrale nel MA, prove crescenti suggeriscono che anche l'infiammazione sia cruciale per il suo sviluppo. Ciò solleva la necessità di puntare le cellule immunitarie del cervello come un modo per rallentare la progressione della malattia.


Gli effetti benefici delle MSC-EV nella regolazione dell'infiammazione presente nel MA sono già stati riferiti in diversi altri studi sui topi. Ciò è dovuto alla capacità delle MSC di modulare il sistema immunitario del corpo, che a sua volta si ritiene derivi dal rilascio delle EV. Queste vescicole di dimensioni nanometriche, legate alla membrana, trasportano sostanze (compreso DNA, RNA e proteine) tra le cellule, come forma di comunicazione intercellulare. Si ritiene inoltre che liberino la cellula da sostanze dannose.


In studi precedenti, le MSC-EV sono state somministrate per via endovenosa o direttamente nel liquido all'interno delle camere del cervello (ventricoli cerebrali) per un periodo prolungato di settimane o mesi. Qui differisce questo ultimo studio. La somministrazione delle MSC-PA è stata fatta attraverso i passaggi nasali, con dosaggi a frequenza molto maggiore.


"Credevamo che la possibilità di somministrare MSC-EV attraverso un percorso non invasivo, e la dimostrazione della loro efficacia antinfiammatoria, avrebbero potuto accelerare la possibilità di sfruttare le MSC-EV per trattare il MA", ha detto la dott.ssa Coco.


Il team ha condotto lo studio sia in vitro (fuori di un organismo vivente) che in vivo (all'interno dell'organismo vivente). Hanno iniziato raccogliendo MSC dal midollo osseo di donatori umani sani, pre-condizionandole con proteine ​​chiamate citochine, che aumentano le capacità antinfiammatorie delle MSC e il loro rilascio di EV.


Per il segmento in vitro dello studio, hanno aggiunto le MSC-EV risultanti alle microglia (le cellule che mediano le risposte immunitarie nel sistema nervoso centrale e, come tali, sono obiettivi nel MA) isolate dal topi C57BL/6 neonati. (Questi topi sono allevati appositamente per studiare malattie come il MA). Le iniezioni sono state fatte ad intervalli di 2 e 24 ore. I risultati sono stati poi analizzati 48 ore dopo l'applicazione finale.


Per la parte in vivo dello studio, il team ha somministrato due dosi di MSC-EV ad un gruppo di topi femmine di 7 mesi con MA. Le applicazioni sono state fatte attraverso i passaggi nasali, e la seconda dose è stata data solo 18 ore dopo la prima. Alla valutazione dei risultati, dopo 21 giorni, hanno trovato che, come avevano visto con l'esperimenti in vitro, le MSC-EV avevano smorzato l'attivazione delle cellule microgliali nel cervello dei topi e aumentato la densità delle spine dendritiche (strutture dei neuroni che danno capacità di resilienza cognitiva).


La dott.ssa Coco ha detto:

"Crediamo che l'aspetto sorprendente del nostro studio risieda nel fatto che gli effetti osservati sono stati raggiunti con solo 2 iniezioni intranasali di MSC-EV, a poche ore di distanza una dall'altra. Questo potrebbe forse essersi verificato perché le EV date per via intranasale potrebbero raggiungere livelli più elevati di quelli forniti con altri metodi".

"I nostri risultati rafforzano l'idea che i meccanismi d'azione diversi dalla rimozione delle placche amiloidi dal cervello dovrebbero meritare molta più attenzione nel trattamento del MA. Non c'è dubbio che debba essere considerata la possibilità di ottenere un effetto superiore con le iniezioni intranasali ripetute, e sarà una questione per esperimenti futuri".


Anthony Atala MD, capo redattore di STEM CELLS Translational Medicine e direttore del Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, ha detto:

"In questo studio ci sono diversi risultati importanti. Nel tentativo di trovare una possibile cura per il MA, si sta investigando per scopi terapeutici sulle cellule staminali mesenchimali e le loro vescicole extracellulari derivate,​ grazie alle loro proprietà protettive e antinfiammatorie.

"I risultati di questo studio rappresentano un'opportunità di testare terapie potenzialmente efficaci con esperimenti clinici pilota umani. Questo lavoro è degno di essere ulteriormente approfondito".

 

 

 


Fonte: STEM CELLS Translational Medicine (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: Morris Losurdo, Matteo Pedrazzoli, Claudia D'Agostino, Chiara Elia, Francesca Massenzio, Elena Lonati, Mario Mauri, Laura Rizzi, Laura Molteni, Elena Bresciani, Erica Dander, Giovanna D'Amico, Alessandra Bulbarelli, Antonio Torsello, Michela Matteoli, Mario Buffelli, Silvia Coco. Intranasal delivery of mesenchymal stem cell‐derived extracellular vesicles exerts immunomodulatory and neuroprotective effects in a 3xTg model of Alzheimer's disease. STEM CELLS Transl Med., 4 June 2020, DOI

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