Staminali e terapia genica per ricostruire la pelle

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Lembo di epidermide, coltivato su fibrina (Foto: CMR Unimore)
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Lembo di epidermide, coltivato su fibrina (Foto: CMR Unimore)

Ricostruire la pelle con una terapia genica a base di cellule staminali, salvavita. Un traguardo frutto di un misto tra corsa contro il tempo e lunghe attese, quelle dei tempi necessari alla ricerca per studiare, capire e testare terapie biologiche promettenti. Il risultato di questo connubio, in gran parte made in Italy, è un trapianto di cellule staminali corrette geneticamente usate per un trapianto di pelle in un bambino farfalla, affetto cioè da una grave malattia della pelle, la epidermolisi bollosa (Eb). Un traguardo presentato oggi sulle pagine di Nature e frutto della collaborazione tra alcuni centri europei e i ricercatori del Centro di medicina rigenerativa Stefano Ferrari dell’Università di Modena e Reggio Emilia e lo spin-off universitario Holostem Terapie Avanzate, lì dove è nato Holoclar, la prima terapia avanzata a base di cellule staminali.

La malattia
Li chiamano bambini farfalla o bambini con pelle di cristallo perché la loro pelle è fragile, estremamente fragile. Così tanto che anche giocare e correre rappresenta un rischio per la propria salute. Sono i bimbi affetti da epidermolisi bollosa, un gruppo di malattie genetiche rare che rende la pelle estremente fragile, anche solo per piccole attività di sfregamento o pressione, associata alla comparsa di bolle e piaghe dolorose. Alla base delle malattie – di cui si identificano tre forme principali, epidermolitica, giunzionale e distrofica – alcuni difetti genetici che modificano l’anatomia della pelle, rendendola appunto fragile.

Si tratta di geni che raccolgono le istruzioni per la formazione di alcune proteine fondamentali per ancorare tra loro epidermide e derma, rispettivamente lo strato più esterno e quello più interno della pelle. Quando questi geni sono mutati l’epidermide tende a staccarsi dal derma. Le conseguenze della malattia, che nel mondo si stima colpisca un bimbo su 17mila nati, in Italia uno su 82mila, non si limitano a bolle e piaghe, di per sé già invalidanti e dolorose: le lesioni spesso sono causa di infezioni, possono impedire l’uso delle mani, rendere difficile muoversi. Ma l’epidermolisi bollosa aumenta anche il rischio di carcinomi e nelle forme più gravi può essere letale in età neonatale o nell’utero. Attualmente non esistono terapie in grado di guarire il difetto genetico e dunque curare la malattia.

Il caso
All’ospedale di Bochum, in Germania, nell’autunno del 2015, arriva un bambino. Ha una forma così grave di epidermolisi (giunzionale) che ha perso l’80% della propria pelle. Per due mesi i medici cercano di mettere in campo tutte le terapie che possano rivelarsi utili, ma nessun tentativo ha effetto. La strada partita da Bochum arriva dunque fino a Modena, quando i medici del centro tedesco – Tobias Rothoeft e Norbert Teig – si mettono in contatto con il team di Michele De Luca e il centro di medicina rigenerativa. “L’idea era quella di capire se questo bambino, che con una buona terapia antidolore riusciva a essere in forma, potesse usufruire della terapia sperimentale a cui sapevamo stava lavorando De Luca”, hanno raccontato i medici del centro durante la presentazione dei lavori.

La terapia
“Eravamo di fronte a una malattia genetica e avevamo la nostra esperienza nella crescita di tessuti di epidermide e i risultati ottenuti in passato con Holoclar, il primo farmaco al mondo a base di stamionali registrato dall’Agenzia europea del farmaco”, racconta De Luca: “la soluzione che ci si è prospettata davanti era quella di unire le due cose: la capacità di crescita di lembi di epidermide in laboratorio,che si applicano da tempo a vittime di ustioni, e dall’altra la terapia genica per correggere il difetto genetico alla base della malattia”.

I ricercatori, tra cui il team di Graziella Pellegrini, coordinatrice della Terapia cellulare al Centro di medicina rigenerativa, hanno quindi prelevato delle cellule staminali dell’epidermide da una zona non danneggiata del bambino, hanno allestito delle colture cellulari in laboratorio e hanno modificato (con un vettore virale) le stesse cellule con la copia corretta alla base della malattia nel bambino (in questo caso il gene LAMB3, che codifica per la proteina laminina beta 3). Il gene corretto che si trova all’interno del vettore che si integra nel dna della cellula ospite, la quale comincia a produrre la proteina corrispondente. “Abbiamo messo insieme la capacità rigenerativa delle cellule staminali con quella correttiva della terapia genica”, ricorda De Luca. Qualcosa di analogo a quanto realizzato già nel 2006, in uno studio anche allora pubblicato su Nature. Il risultato è stata la produzione di lembi di pelle corretti, sani, che hanno ripreso la strada verso Bochum.

Dopo i trapianti
Gli esiti del primo trapianto, positivi, hanno spinto a continuare, replicandosi, tanto che dopo 8 mesi, e dopo tre trapianti, il bambino è stato dimesso. Con una pelle, di fatto, nuova. Oggi a due anni di follow-up il bambino sta bene: non ci sono bolle, lesioni, la pelle è capace di rigenerarsi da sola, e il bimbo può giocare a palla, andare su uno scivolo, e i ci sono i presupposti per credere che il decorso continuerà a essere positivo. Anche le analisi biomolecolari condotte sull’integrazione del vettore virale sono incoraggianti: non sembrano esserci integrazioni del vettore in zone del dna a rischio (che possano essere associate al rischio di cancro) né è stata rivelata la presenza di una risposta anticorpale contro il gene inserito nelle cellule, che avrebbe potuto causare rigetto.

Il futuro
Il traguardo, umano e scientifico, ha portato i ricercatori a capire qualcosa di più sulla biologia stessa delle cellule staminali. “In particolare, analizzando il genoma dei tessuti trapiantati, abbiamo visto che la gran parte delle rigenerazione dell’epidermide è dovuta a un piccolo gruppo di cellule, cosiddette cellule staminali long-lived che producono un pool di cellule stabili progenitrici, che vivono qualche settimana, da cui poi si generano i tessuti da rimpiazzare”, ha spiegato De Luca. “Conoscere questo meccanismo – ha poi precisato a Wired.it il ricercatore – potrebbe rivelarsi molto utile in futuro, perché significa che nel momento in cui ci imbarchiamo in colture epiteliali faremo particolare attenzione affinché il clone di queste cellule long-lived sia presente e si preservi”.

Al momento, fuori dall’uso compassionevole della terapia per il caso del bambino, continua il ricercatore, due sono le sperimentazioni cliniche approvate per il trattamento dell’epidermolisi bollosa: “Sono state approvate e al momento siamo nella fase di arruolamento: una riguarderà una forma di malattia giunzionale ma diversa da quella del bambino trattato, l’altra una forma distrofica, e nelle sperimentazioni saranno coinvolti non solo bambini ma anche adulti”. Allargando lo sguardo lo stesso approccio potrebbe essere utilizzato per altre forme di epidermolisi bollosa a trasmissione recessiva (in cui cioè basterebbe inserire una copia corretta del gene per ripristinare la funzione del gene compromesso). “Più in generale, a livello conettuale, potremmo immaginare di usare lo stesso approccio nei casi di patologie genetiche che colpiscono gli epiteli di rivestimento, come quello corneale, ma molto dipende dal bersaglio che si vuole colpire con la terapia”, conclude De Luca.

Via: Wired.it

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