Ricerche

Da oltre 20 anni, i medici usano cellule del sangue che rimane nella placenta e nel cordone ombelicale dopo il parto per trattare una varietà di malattie, dal cancro e i disturbi del sistema immunitario alle malattie metaboliche e del sangue.

Ora, gli scienziati del Salk Institute for Biological Studies hanno trovato un modo nuovo, utilizzando una singola proteina, nota come fattore di trascrizione, per convertire il sangue del cordone (CB) in cellule simili ai neuroni che possono rivelarsi molto utili per il trattamento di una vasta gamma di malattie neurologiche, tra cui ictus, trauma cranico e lesioni del midollo spinale.

I ricercatori hanno dimostrato che queste cellule CB, che provengono dal mesoderma, lo strato intermedio di cellule germinali embrionali, possono essere commutate in cellule ectodermiche, le cellule dello strato esterno, da cui nascono cervello, cellule spinali e nervi. "Questo studio mostra per la prima volta la conversione diretta di una popolazione pura di cellule umane del sangue cordonale in cellule della linea neuronale mediante l'espressione forzata di un unico fattore di trascrizione", dice Juan Carlos Izpisua Belmonte (foto a sinistra), professore del laboratorio Salk's Gene Expression, che ha guidato il team di ricerca. Lo studio, una collaborazione con Fred H. Gage, professore del Laboratorio di Genetica del Salk, e il suo team, è stata pubblicata il 16 luglio nei Proceedings of the National Academy of Sciences.

"A differenza degli studi precedenti, in cui molteplici fattori di trascrizione sono stati necessari per trasformare cellule della pelle in neuroni, il nostro metodo richiede solo un fattore di trascrizione per convertire cellule di SCO in neuroni funzionali", afferma Gage. I ricercatori del Salk hanno utilizzato un retrovirus per introdurre Sox2 (un fattore di trascrizione che agisce come un interruttore nello sviluppo neuronale) nelle cellule CB. Dopo la coltura in laboratorio, hanno scoperto colonie di cellule neuronali che esprimono marcatori. Utilizzando una varietà di test, hanno determinato che le nuove cellule, chiamate cellule simili a neuroni indotte (INC), potevano trasmettere impulsi elettrici, segnalando che le cellule erano neuroni maturi e funzionali. Inoltre, hanno trasferito le cellule CB infuse di Sox2 ad un cervello di topo e hanno scoperto che si integravano nella rete neuronale esistente del topo ed erano in grado di trasmettere segnali elettrici come i neuroni maturi funzionali.

"Abbiamo anche dimostrato che le cellule neuronali derivate da CB possono essere ampliate a certe condizioni e comunque mantengono la capacità di differenziarsi in neuroni più maturi, sia in laboratorio e in un cervello di topo", dice Mo Li, scienziato nel laboratorio di Belmonte e co-primo autore dello studio con Alessandra Giorgetti, del Centro di Medicina Rigenerativa di Barcellona, e Carol Marchetto del laboratorio di Gage. "Anche se le cellule che abbiamo sviluppato non erano per uno specifico lignaggio, ad esempio i neuroni motori o neuroni del cervello medio, speriamo di generare sottotipi neuronali clinicamente rilevanti in futuro". È importante sottolineare che, dice Marchetto, "potremmo usare queste cellule in futuro per la modellazione di malattie neurologiche come l'autismo, la schizofrenia, il Parkinson o l'Alzheimer".

Le cellule del sangue del cordone ombelicale, dice Giorgetti, offrono una serie di vantaggi rispetto ad altri tipi di cellule staminali. In primo luogo, non sono cellule staminali embrionali e quindi non sono controverse. Sono più plastiche, o flessibili, rispetto alle cellule staminali adulte provenienti da fonti come il midollo osseo, proprietà che può renderle più facili da convertire in linee cellulari specifiche. La raccolta di cellule CB è sicura e indolore e non comporta alcun rischio per il donatore, e possono essere conservate in banche del sangue per un uso successivo. "Se il nostro protocollo fosse sviluppato in una applicazione clinica, potrebbe aiutare future terapie di sostituzione cellulare", dice Li. "Si potrebbe cercare in tutte le banche del sangue del cordone nel paese per cercare un corrispondenza appropriata".

Altri ricercatori dello studio erano Diana Yu, Yangling Mu, Cedric Bardy e Guang-Hui Liu, del Salk Institute; e Rafaella Fazzina, Antonio Adamo, Ida Paramonov, Julio Castaño Cardoso, Montserrat Barragan Monasterio e Riccardo Cassiani-Ingoni del Center for Regenerative Medicine in Barcelona. Il lavoro è stato finanziato dal California Institute for Regenerative Medicine, dalla Fondazione Lookout, dalla G. Harold e Leila Y. Mathers Charitable Foundation, dal Leona M. e Harry B. Helmsley Charitable Trust, dalla JPB Medical Foundation, da MINECO, dalla Fundacion Cellex e da Sanofi.

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Fonte: Materiale del Salk Institute for Biological Studies, via Newswise.

Pubblicato in ScienceDaily il 16 Luglio 2012 - Traduzione di Franco Pellizzari.

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