Lotta contro le malattie rare: i primi al mondo a produrre staminali da cellule adulte
Lotta contro le malattie rare: il team del Prof. Elvassore, insieme a quello del Prof. Martello dell’Università di Padova sono i primi ad aver ottenuto un tipo di staminali a partire da cellule adulte, e non da embrioni umani.
Lo studio, condotto dal laboratorio di ingegneria delle cellule staminali del nostro Istituto del Prof. Nicola Elvassore e dal professor Graziano Martello del laboratorio di cellule staminali pluripotenti del dipartimento di medicina molecolare dell’Università di Padova e dal professor, è stato pubblicato su «Nature Cell Biology» e riguarda le iPS cells, cellule staminali pluripotenti di grande interesse per la comunità scientifica e con un’enorme rilevanza in ambito biomedico. Possiedono la straordinaria capacità di poter dare origine a qualsiasi cellula del nostro corpo, dai neuroni alle cellule beta pancreatiche, queste ultime, ad esempio, in grado di rilasciare insulina se aumenta la glicemia.Le cellule staminali pluripotenti indotte vengono generate a partire da cellule adulte del nostro corpo (sangue, biopsie cutanee o addirittura urine) un processo chiamato riprogrammazione. Sono utilizzate nei laboratori di tutto il mondo perché sono esse stesse modello di studio per le malattie o fonte cellulare per terapie avanzate di medicina rigenerativa.
Da sempre, però, le iPS cells utilizzate nella ricerca sono “eterogenee”: iPS cell prodotte nello stesso laboratorio in tempi diversi possono comportarsi in modo diverso; inoltre la loro riproduzione è laboriosa e costosa. Un altro grosso problema è che le iPS comunemente utilizzate sono in uno stato di sviluppo leggermente avanzato, paragonabile alla seconda settimana di vita embrionale. Questo è un aspetto centrale: cellule che sono in uno stato leggermente avanzato non permettono sempre di ripercorrere tutti gli eventi molecolari che portano allo sviluppo di una patologia.
Il team di ricerca padovano ha utilizzato la microfluidica, una tecnologia sviluppata nel laboratorio di Elvassore del nostro Istituto, che consiste nella produzione in piccoli canali, micro tubi in polidimetilsilossano (silicone biocompatibile) del diametro di un capello. Quando le cellule si trovano in uno spazio confinato possono essere riprogrammate più efficientemente e rapidamente, utilizzando molti meno reagenti e con un risparmio di oltre cento volte rispetto alle tecnologie convenzionali. Non solo, ed è qui l’aspetto principale del lavoro pubblicato: le cellule iPS ottenute in microfluidica presentano uno stato di sviluppo più primitivo, molto simile cioè allo stato delle cellule in un embrione nelle prime di fasi di sviluppo (5/6 giorni), tecnicamente definito stadio di pluripotenza di tipo naïve.
A differenza degli studi pubblicati in precedenza, la scoperta di Elvassore e Martello e ha un’implicazione rilevante per le ricerche future: fino ad oggi sono stati utilizzati embrioni umani oppure delle complesse manipolazioni che rendono le cellule inutilizzabili per applicazioni terapeutiche. La nuova tecnologia proposta e la tipologia di cellula ottenuta permetterebbe l’utilizzo delle iPS in applicazioni biomediche come lo studio in vitro di alcune malattie genetiche. «Il nostro lavoro mostra come ottenere efficientemente cellule staminali più immature sottolinea Nicola Elvassore – Fondamentale è stato integrare intimamente competenze che spaziano dalla bio-ingegneria alla biologia delle cellule staminali. Noi di fatto diamo un nuovo strumento alla comunità scientifica che confidiamo possa dare nuovo impulso nella ricerca delle cellule staminali umane. Ci stiamo già focalizzando sullo studio in vitro di alcune patologie che con le staminali tradizionali non potevano ancora essere studiate». «Siamo i primi ad ottenere in modo efficiente cellule pluripotenti con stato di sviluppo più primitivo a partire da cellule adulte, i fibroblasti, ottenuti da piccole biopsie cutanee. Inoltre – affermano Martello ed Elvassore – siamo i primi a mostrare che tali cellule differenziano efficientemente, ossia sanno dare origine indifferentemente a cellule di interesse biomedico, come neuroni od epatociti, le cellule del fegato».
