Cellule staminali neurali maturano negli astrociti (giallo).

Degli scienziati del Sanford Burnham Prebys hanno creato un farmaco in grado di attirare le cellule staminali sul tessuto danneggiato e di migliorare l'efficacia del trattamento, un progresso importante per il campo della medicina rigenerativa.

La scoperta, pubblicata su Proceedings of the National Academy of Sciences, potrebbe migliorare le attuali terapie delle cellule staminali progettate per trattare disturbi neurologici come lesioni del midollo spinale, ictus, sclerosi laterale amiotrofica (SLA) e altri disturbi neurodegenerativi, ed espandere il loro uso a nuove condizioni, come le malattie cardiache o l'artrite.

"La capacità di indicare a una cellula staminale dove andare nel corpo o in una particolare regione di un dato organo è il Santo Graal per la medicina rigenerativa", dice il professore Evan Snyder MD/PhD, direttore del Centro Cellule Staminali e Medicina Rigenerativa del Sanford Burnham Prebys e autore senior dello studio. "Ora, per la prima volta in assoluto, possiamo dirigere una cellula staminale verso la posizione desiderata e concentrare il suo impatto terapeutico".

Quasi 15 anni fa, Snyder e il suo team hanno scoperto che le cellule staminali sono attirate sull'infiammazione: un 'allarme antincendio' biologico che segnala la presenza di un danno. Tuttavia, usare l'infiammazione come esca terapeutica non è fattibile perché un ambiente infiammatorio può essere dannoso per il corpo.

Pertanto, gli scienziati si sono messi a cercare strumenti per aiutare le cellule staminali a migrare, o a 'trovare casa', verso i punti desiderati nel corpo. Questo strumento sarebbe utile per i disturbi in cui i segnali infiammatori iniziali svaniscono nel tempo, come le lesioni croniche del midollo spinale o l'ictus, e le condizioni in cui il ruolo dell'infiammazione non è chiaro, come le malattie cardiache.

"Grazie a decenni di investimento nelle scienze delle cellule staminali, stiamo facendo progressi tremendi nel capire come funzionano queste cellule e come possono essere sfruttate per aiutare a invertire lesioni o malattie", afferma Maria Millan MD, presidente e CEO del California Institute for Regenerative Medicine, che ha parzialmente finanziato la ricerca. "Il gruppo del dott. Snyder ha identificato un farmaco che potrebbe aumentare la capacità delle cellule staminali neurali di trovare casa nei siti di infortunio e di avviare la riparazione. Questo candidato potrebbe aiutare a velocizzare lo sviluppo dei trattamenti delle cellule staminali per condizioni come l'Alzheimer e le lesioni del midollo spinale".

Un farmaco con solo 'bit buoni'

Nello studio, gli scienziati hanno modificato la CXCL12 (una molecola infiammatoria che il team di Snyder in precedenza aveva scoperto che potrebbe guidare le cellule staminali curative verso i siti che necessitano di riparazioni) per creare un farmaco chiamato SDV1A. Il nuovo farmaco migliora il legame delle cellule staminali e riduce al minimo la segnalazione infiammatoria, e può essere iniettato ovunque per attirare le cellule staminali a un luogo specifico, senza causare infiammazione.

"Dal momento che l'infiammazione può essere pericolosa, abbiamo modificato la CXCL12, spogliandola del bit rischioso e massimizzando il bit buono", dice Snyder. "Ora abbiamo un farmaco che porta le cellule staminali in una regione di patologia, ma senza creare o peggiorare l'infiammazione indesiderata".

Per dimostrare che il nuovo farmaco è in grado di migliorare l'efficacia di un trattamento delle cellule staminali, i ricercatori hanno impiantato l'SDV1A e le cellule staminali umane nel cervello di topi con una malattia neurodegenerativa chiamata 'malattia di Sandhoff'. Questo esperimento ha dimostrato che il SDV1A ha aiutato le cellule staminali neurali umane a migrare e a eseguire funzioni di guarigione, che includevano una maggiore longevità, il ritardo dell'insorgenza dei sintomi e la conservazione della funzione motoria per molto più tempo rispetto ai topi che non avevano ricevuto il farmaco. È importante sottolineare che non è stata attivata l'infiammazione, e le cellule staminali sono riuscite a sopprimere qualsiasi infiammazione preesistente.

Prossimi passi

I ricercatori hanno già iniziato a testare la capacità del SDV1A di migliorare la terapia delle cellule staminali in un topo modello di SLA (o malattia di Lou Gehrig), che è causata da una progressiva perdita di neuroni motori nel cervello. Gli studi precedenti condotti dal team di Snyder avevano indicato che l'ampliamento della diffusione delle cellule staminali neurali aiuta più neuroni motori a sopravvivere, quindi gli scienziati confidano che collocando in modo strategico l'SDV1A si potrà espandere il terreno coperto dalle cellule staminali neuroprotettive e aiutare a rallentare l'insorgenza e la progressione della patologia.

"Siamo ottimisti che il meccanismo d'azione di questo farmaco può potenzialmente dare benefici a vari disturbi neurodegenerativi, nonché a condizioni non neurologiche come le malattie cardiache, l'artrite e persino il cancro al cervello", afferma Snyder. "È interessante notare che, poiché la CXCL12 e il suo recettore sono implicati nella tempesta di citochine che caratterizzano il Covid-19 grave, alcune delle nostre intuizioni su come inibire selettivamente l'infiammazione senza sopprimere altri processi normali possono essere utili anche in quell'arena".

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