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21 Gennaio 2005

Cellule staminali in Fibrosi Cistica: evidenze promettenti.

21/01/2005, Dr.ssa Graziella Borgo

La ricerca sulle cellule staminali e sulle loro possibilità di impiego per la terapia della fibrosi cistica comincia a produrre non solo ipotesi, ma evidenze promettenti. Diamo notizia di due lavori recentissimi. Il primo ha un carattere più clinico, il secondo è strettamente sperimentale.

Con il primo studio (Spencer H, Rampling D, Aurora P, Bonnet D, Hart SL, Jaffe A. “Transbronchial biopsies provide longitudinal evidence for epitelial chimerism in children following sex mismatched lung transplantation”.Thorax,1,60,2005) un gruppo inglese che appartiene ad un ospedale famoso nella storia della fibrosi cistica (Great Ormond Street Hospital di Londra) dimostra che nell’uomo le cellule staminali possono localizzarsi nel polmone e qui trasformarsi in cellule dell’epitelio bronchiale e alveolare. La dimostrazione consiste in questo: due adolescenti FC di sesso maschile (quindi con tutte le cellule del corpo contenenti il cromosoma sessuale Y) sono stati sottoposti a trapianto polmonare. In entrambi i casi le donatrici erano femmine e quindi il polmone trapiantato aveva in tutte le cellule i cromosomi sessuali X. Dopo il trapianto sono state eseguite in serie, a intervalli regolari, delle biopsie bronchiali e sono stati studiati i cromosomi delle cellule biopsiate: la grande maggioranza delle cellule aveva il cromosoma X in doppia carica (XX, come nelle femmine), ma era presente anche una piccola quota di cellule con cromosoma Y (XY, come nei maschi). I ricercatori hanno concluso che queste cellule maschili non potevano che essere derivate da cellule staminali migrate da qualche parte dell’organismo dei ragazzi FC al polmone trapiantato. Lì le staminali:

1) si sono insediate

2) si sono “evolute” in cellule dell’epitelio alveolare e bronchiale

3) si sono riprodotte.

L’insediamento delle nuove cellule è comparso già dopo 3 settimane dal trapianto ed è durato inalterato fino all’ultimo controllo 37 mesi dopo. Quantitativamente ha rappresentato al massimo il 6% del totale delle cellule presenti nella biopsia.

La dimostrazione è molto forte nella sua semplicità. Si potrebbero ipotizzare delle applicazioni estensive di queste osservazioni. Per esempio, cellule staminali di un soggetto sano che, in qualche modo stimolate a differenziarsi in cellule respiratorie, vanno a riparare i tessuti danneggiati di un polmone FC . Oppure, cellule staminali del soggetto FC, opportunamente trattate in vitro con terapia genica, vanno a innestarsi sui tessuti polmonari dello stesso soggetto riproducendosi e dando quindi origine ad una popolazione di cellule dell’apparato respiratorio geneticamente corrette e normalmente funzionanti.

La realizzazione in laboratorio (“in vitro”) di questa seconda ipotesi è il risultato dell’altra importante ricerca, frutto della collaborazione di tre gruppi americani con sede a New Orleans-Luisiana, Burlington-Vermont, Pittsburgh-Pennsylvania (“Adult stem cells from bone marrow stroma differentiate into airway epithelial cells: potential therapy for cystic fibrosis”, Wang G et all., epub Proc Natl Acad Sci USA, Dec. 22, 2004.PMID 15615854 –).

In tale esperimento alcuni soggetti FC (omozigoti per la mutazione DF508) sono stati sottoposti a biopsia del midollo osseo: nel tessuto prelevato sono state isolate un particolare tipo di cellule staminali dette “cellule staminali mesenchimali (MSC)”. Di queste cellule si sapeva che possono differenziarsi in cellule dell’osso (osteoblasti e fibroblasti), non si sapeva invece che potessero differenziarsi in cellule dell’epitelio respiratorio. La prima fase dell’esperimento ha dimostrato che, fatte crescere in una cultura speciale alcune staminali mesenchimali dei soggetti FC:

1) assumono l’aspetto delle cellule dell’epitelio respiratorio

2) contengono il gene CFTR naturalmente difettoso (“mutato”).

La seconda fase dell’esperimento ha indicato che è possibile inserire per mezzo di un vettore virale il gene CFTR normale nelle staminali mesenchimali di FC senza che esse perdano la loro capacità di differenziarsi e replicarsi come cellule dell’epitelio respiratorio e che l’inserimento del gene normale migliora il funzionamento del canale del cloro (sappiamo che un canale del cloro alterato è il difetto di base delle cellule FC).

In sintesi, se l’esperimento fosse riproducibile “in vivo”, vorrebbe dire che un malato FC potrebbe sfruttare le proprie staminali per curarsi, una sorta di auto-terapia cellulare integrata da terapia genica.

Naturalmente ci sono mille questioni aperte. Tanto per citarne alcune: di quante staminali bisognerebbe disporre? quale la modalità più sicura per inserirvi il gene normale? quante sarebbero capaci di differenziarsi in cellule dell’epitelio respiratorio? quale percentuale dovrebbero rappresentare nel tessuto polmonare per ottenere effetti clinici misurabili? ci sarebbero dei vantaggi se si disponesse di cellule staminali più immature (come sono quelle fetali o embrionali) e quindi più adatte ad una “riprogrammazione” per la cura della malattia?

Lo vedremo, speriamo, presto: l’impressione è di essere agli inizi di una strada promettente.

Per chi volesse approfondire l’argomento delle cellule staminali, comparirà tra breve nella rubrica “Commenti di esperti” di questo sito un dizionario-base su vocaboli e concetti sicuramente importanti in futuro (CELLULE STAMINALI: DOVE,COME, PERCHE’).

Si veda anche in proposito la relazione del prof. Novelli alla Convention d’Autunno 2004 (PDF scaricabile in “Eventi Scientifici – Convention d’Autunno 2004”).