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Stato della ricerca sulla terapia cellulare con cellule staminali

autore

Annalisa

Domanda

Buongiorno, ho trovato questa notizia su Internet, e volevo capirne il fondamento e lo stato di avanzamento della ricerca.

“Un gruppo di ricercatori della Boston University’s Center for Regenerative Medicine and the Pulmonary Center ha generato 100 nuove linee di cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) provenienti da individui con malattie polmonari, tra cui la fibrosi cistica e l’enfisema. Grazie a queste nuove linee di staminali potrebbero essere fatti consistenti passi avanti nella cura degli effetti della malattia sull’apparato respiratorio e per lo sviluppo di una terapia genica in grado di correggere le mutazioni genetiche che ne sono causa. Ad annunciarlo sono i dati di uno studio, finanziato dal National Institute of Health, la Cystic Fibrosis Foundation, guidato da Darrell Kotton è apparso sulla rivista Stem Cell. Le nuove staminali generate sono frutto della riprogrammazione di cellule adulte riportate allo stato primitivo di cellule staminali, simili a quelle embrionali, e capaci dunque di differenziarsi in diversi tipi di cellule, comprese quelle che danno origine a tessuti del fegato e del polmone. Si tratterebbe in questo caso di cellule geneticamente identiche a quelle del paziente e dunque potenzialmente trapiantabili senza rischio di rigetto, il tutto senza necessità di utilizzare cellule embrionali. Per lo studio sono infatti stati utilizzati dei tessuti derivati da biopsie effettuate sulla pelle di pazienti affetti da varie malattie, tra cui la fibrosi cistica e l’anemia falciforme, e dunque da una cultura di cellule staminali adulte. La riprogrammazione e’ avvenuta utilizzando un vettore chiamato ‘Stem Cell Cassette’ (STEMCCA). Dopo la riprogrammazione i ricercatori hanno verificato che queste cellule si moltiplicano e sono in grado di differenziarsi in tessuto “endoderma”, quello cioè da cui deriva l’epitelio dell’apparato respiratorio, la base del polmone insomma. Considerato che proprio questo organo è uno dei maggiormente colpiti da malattie come la fibrosi cistica, i ricercatori hanno espresso la speranza che i risultati di questa ricerca possano essere la base per costruire una banca di cellule staminali da utilizzare, come inizio, per il trattamento della fibrosi cistica e della malattia da deficit di alfa-1 antitripsina, un’altra malattia genetica rara che si manifesta tra l’altro con enfisema polmonare. In futuro un po’ più lontano, ma che ora appare comunque più probabile, le stesse staminali potrebbero anche essere usate per correggere le mutazioni genetiche che sono alla base di queste e magari anche di altre malattie”.

Grazie mille per la vostra consueta disponibilità.

Risposta

La notizia, puntualmente riportata nella domanda con dovizia di particolari, e' assolutamente fondata. Le cellule iPS, o cellule Staminali Pluripotenti indotte, sono cellule staminali generabili artificialmente inducendo cellule normalmente presenti nell'organismo adulto (ad es. alcune cellule presenti nella cute e chiamate fibroblasti) a sintetizzare i fattori che definiscono le proprieta' delle cellule staminali embrionali. Esse sono state generate per la prima volta nel 2006 dal gruppo di ricerca diretto dal Dr. Shinya Yamanaka della Universita' di Kyoto attraverso l'introduzione di quattro geni, c-Myc, Klf4, Oct4 e Sox2, tipicamente espressi dalle cellule staminali embrionali, in fibroblasti isolati dalla cute di un donatore. L'espressione forzata dei quattro fattori consente di "riprogrammare" la cellula adulta (es. il fibroblasto) e riportarla ad uno stato di pluripotenza, una condizione propria delle cellule staminali embrionali. Le cellule iPS possiedono quindi alcune delle caratteristiche fondamentali delle cellule staminali embrionali: possono riprodursi in modo praticamente illimitato e hanno la capacita' di maturare in qualsiasi varieta' cellulare del nostro organismo.



Esse sono perciò particolarmente interessanti nell'ottica di un loro utilizzo in protocolli di terapia cellulare, perche' potrebbero essere generate a partire da poche cellule prelevate dal paziente, eventualmente sottoposte a correzione del difetto genico nel caso di malattie genetiche e indotte poi a maturare nel tipo cellulare utile al ripristino della funzione compromessa dalla malattia. Malattie che potenzialmente potrebbero beneficiare della terapia cellulare includono la fibrosi cistica, il diabete, la malattia di Parkinson, il morbo di Alzheimer, la distrofia muscolare e altre ancora. Per sostituire il tessuto malato le cellule sarebbero infine somministrate allo stesso paziente precedentemente sottoposto al prelievo, evitando cosi' ogni rischio di rigetto immunitario.



Le cellule iPS potrebbero quindi rappresentare per il futuro una fonte rinnovabile di cellule utilizzabili per la cura di svariate malattie, e costituire un'alternativa al trapianto d'organo.



Rispetto alle uniche altre cellule pluripotenti conosciute, le cellule staminali embrionali, la generazione delle cellule iPS non pone alcun problema di natura etica, in quanto il loro ottenimento non comporta la distruzione di embrioni. Poiché la scoperta delle cellule iPS e' avvenuta solo recentemente e la nostra conoscenza delle loro proprieta' e' ancora troppo superficiale per garantirne un utilizzo in completa sicurezza, ancora non e' stata concessa nessuna autorizzazione per la loro sperimentazione clinica su pazienti.



Per le cellule staminali embrionali, nonostante esse siano state oggetto di studi approfonditi ormai per molti anni, sono solo tre le sperimentazioni cliniche autorizzate e tuttora in corso, una per applicazioni sulle lesioni del midollo spinale e le altre due per gravi patologie della retina.



La ricerca sulle cellule staminali sta muovendo i primi passi e molto lavoro resta da fare per capire come utilizzare lo straordinario potenziale di queste cellule per curare le malattie.



In particolare, perche' le cellule iPS siano utili in un'ottica di terapia cellulare, si dovrebbe prima di tutto riuscire a farle maturare nel tipo cellulare desiderato. Le cellule dovrebbero poi essere in grado di sopravvivere nel paziente dopo il trapianto ed integrarsi correttamente nel tessuto circostante senza alterarne la struttura e la funzione. Esse dovrebbero svolgere le loro funzioni di concerto con le altre cellule dell'organismo possibilmente per la durata della vita del paziente. Appare infine quasi superfluo sottolineare che esse non dovrebbero causare alcun danno al paziente. Sono quindi diversi gli ostacoli, molti dei quali di natura tecnica, che devono ancora essere superati prima che si possa arrivare ad ottenere in modo riproducibile delle cellule con tutti i requisiti per la applicazione clinica.



Nella fibrosi cistica, un possibile utilizzo delle cellule iPS potrebbe essere mirato al ripopolamento anche parziale dell'epitelio polmonare con cellule respiratorie derivate dalle iPS, in cui il difetto del gene Cftr sia stato preventivamente corretto. In questa ottica si inquadra lo studio del Dr. Kotton cui si riferisce il Lettore. Nel laboratorio del Dr. Kotton sono state generate, utilizzando dei virus per veicolare i quattro geni che determinano la pluripotenza, delle cellule iPS a partire da fibroblasti di pazienti affetti da numerose patologie tra cui la fibrosi cistica. Le cellule iPS sono state successivamente indotte a differenziarsi in cellule del cosiddetto "endoderma definitivo", il tessuto embrionale da cui deriva l'epitelio polmonare. Anche la Fondazione Ricerca Fibrosi Cistica e' attualmente impegnata a sostenere la ricerca sulle cellule iPS con un progetto (FFC#3/2010) (1) che si propone, analogamente a quanto già fatto dal Dr. Kotton, di generare cellule iPS a partire da cellule donate da pazienti affetti da fibrosi cistica, ma utilizzando una nuova tecnologia che consente di evitare l'utilizzo di virus. Cio' dovrebbe portare ad un miglioramento delle caratteristiche di sicurezza delle iPS ottenute.



1. Loi R. Prog. FFC#3/2010. An induced pluripotent stem cell (iPS)-based approach for the repopulation and phenotypic correction of cystic fibrosis air way epithelium.