Un gruppo di ricercatori della Stanford University School of Medicine, in uno studio pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences, ha dimostrato che è possibile convertire le cellule della pelle in precursori delle cellule neuronali (NPC) in modo diretto, saltando cioè lo stadio intermedio di cellule staminali, un passaggio considerato essenziale fino a poco tempo fa. Questa non è però la prima volta in cui si è riusciti nell’impresa di convertire direttamente, o transdifferenziare, un tipo cellulare in un altro; lo studio è infatti un ampliamento di una ricerca effettuata dallo stesso gruppo nel 2012, dove erano state convertite cellule della pelle in neuroni maturi. Ernesto Lujan, ricercatore alla Stanford School of Medicine e primo autore dello studio, spiega gli aspetti più rilevanti dello studio.
Quali sono stati i passi avanti di questa ricerca?
“Siamo riusciti a creare precursori delle cellule neurali indotti, iNPC, da fibroblasti di topo. La differenza sostanziale e il vantaggio di queste cellule rispetto a neuroni maturi è che le cellule NPC possono differenziarsi in tutti e tre i tipi di cellule neuronali – astrociti, oligodendrociti e neuroni – e di auto-rinnovarsi (cioè dividersi all’infinito e mantenere la capacità di differenziarsi nei tre tipi di cellule neurali). Quest’ultimo aspetto dà la possibilità di riprodurre le cellule in maniera pressoché illimitata. Inoltre è importante che queste cellule possano differenziarsi nelle tre linee neurali, dal momento che molte malattie neurodegenerative coinvolgono non solo i neuroni ma anche gli astrociti e gli oligodendrociti, come la sindrome Retts e la distrofia muscolare. Lo studio di queste malattie potrebbe quindi essere modellato e studiato in laboratorio con le cellule iNPC”.
Avete testato la capacità rigenerativa delle cellule?
“Sì. Dopo aver prodotto e manipolato le cellule in laboratorio, abbiamo voluto testare se le cellule iNPC fossero in grado di integrarsi in un cervello animale e funzionare come effettive cellule NPC. Una volta trapiantate le cellule iNPC in un cervello di topo con un difetto neurologico genetico, che bloccava la produzione di mielina intorno agli assoni e impediva quindi la conduzione del segnale elettrico dai neuroni, abbiamo riscontrato che le cellule iNPC non solo si integravano nel cervello, ma si differenziavano anche in oligodendrociti, responsabili della produzione di mielina, correggendo quindi il difetto neurologico”.
Quali sono le aspettative per il futuro utilizzo di queste cellule?
“I nostri risultati dimostrano che queste cellule possono avere applicazioni in terapie rigenerative, una volta che saremo riusciti a generarle dagli esseri umani. Altro aspetto fondamentale per l’utilizzo terapeutico di queste cellule è la loro capacità di auto-rinnovarsi, che permetterebbe la loro coltivazione in grandi quantità e successivo differenziamento nel tipo di cellula neurale di interesse a seconda del paziente considerato. Dal momento che queste cellule verrebbero prodotte a partire da cellule epiteliali prelevate direttamente dal paziente, si avrebbe un trapianto senza possibilità di rigetto. Queste cellule potranno inoltre essere utilizzate nello screening di farmaci specifici; gli screening iniziali necessitano di moltissime cellule per sperimentare gli effetti desiderati e indesiderati di un farmaco. Oltre alla diretta applicazione terapeutica, queste cellule possono essere molto utili per studiare le malattie neurologiche umane, in laboratorio o in seguito al loro trapianto in un cervello di roditore in via di sviluppo. Questo ci permetterebbe di creare modelli in vivo di malattie quali Alzheimer e Parkinson”.
Sono in atto altri tentativi di conversione cellulare?
“Attualmente stiamo lavorando per generare direttamente neuroni specificati in precise regioni cerebrali, ma diversi gruppi hanno dimostrato che la conversione diretta è possibile per altri tipi cellulari, come cellule del fegato, cellule del sangue, cellule muscolari e cellule staminali pluripotenti”.
Credit immagine: Dr. Steven Finkbeiner, Gladstone Institute of Neurological Disease, The Taube-Koret Center for Huntington’s Disease Research, and the University of California San Francisco
ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences