Cellule staminali: ottenuto primo tessuto intestinale funzionante (anche pancreas)
Cellule staminali nell'esofago di una cavia, illuminate con la proteina fluorescente GFP
Per la prima volta gli scienziati hanno creato tessuto intestinale umano funzionante in laboratorio da cellule staminali pluripotenti. Una ricerca collegata riesce a ottenere tessuto pancreatico, sempre funzionante.
In uno studio pubblicato online il 12 dicembre da Nature, gli scienziati del Cincinnati Children’s Hospital Medical Center hanno affermato che le loro scoperte apriranno le porte a studi senza precedenti sulle patologie dell’intestino umano. Questo processo è anche un passo significativo verso la generazione di tessuto intestinale per il trapianto, dicono i ricercatori.
“Questo è il primo studio a dimostrare che cellule staminali umane pluripotenti in una capsula di Petri possono essere incaricate di formare in modo efficiente tessuti umani con una struttura a tre dimensioni e con una composizione cellulare molto simile al tessuto intestinale”, ha detto James Wells, Ph.D., Senior investigator dello studio e ricercatore nella divisione di Developmental Biology al Cincinnati Children Hospital.
“La speranza è che la nostra capacità di trasformare cellule staminali in tessuto intestinale avrà un beneficio teraputico per le persone con malattie come l’enterocolite necrotizzante, malattia infiammatoria intestinale e per le sindromi da intestino corto”, ha aggiunto.
Nello studio, un team di scienziati guidati dal dottor Wells e dal primo autore dello studio, Jason Spence, Ph.D. – un membro del laboratorio del Dr. Wells – ha utilizzato due tipi di cellule pluripotenti: cellule staminali embrionali umane (hESC) e cellule staminali pluripotenti indotte (iPSCs). Gli PSCs sono stati generati da una riprogrammazione delle cellule della pelle umana sottoposte a biopsia in cellule staminali pluripotenti. Ciò è stato fatto in collaborazione con i ricercatori del Cincinnati Children’s, Wells Susanne, Ph.D., e Chris Mayhew, Ph.D. e co-direttore dell’istituto Pluripotent Stem Cell Facility.
Le hESC sono chiamate pluripotenti, a causa della loro capacità di diventare uno dei più di 200 diversi tipi di cellule nel corpo umano. Le iPSCs possono essere generate dalle cellule del singolo paziente e le cellule terapeutiche derivate da quelle iPSCs avrebbero il patrimonio genetico di quella persona e non dovrebbero essere a rischio di rigetto. Poiché la tecnologia IPSC è nuova, non è noto se queste cellule avranno tutte le potenzialità delle hESC, ha spiegato il dottor Wells. Ciò ha indotto i ricercatori a utilizzare sia le iPSCs che le cellule staminali embrionali umane in questo studio, così da poter ulteriormente verificare e confrontare le capacità di trasformazione di ciascuno.
Per attivare le cellule staminali pluripotenti nel tessuto intestinale, gli scienziati hanno eseguito una serie di manipolazioni cellulari a tempo usando i prodotti chimici e le proteine denominate fattori di crescita per simulare lo sviluppo embrionale intestinale in laboratorio.
Il primo passo è stato di trasformare le cellule staminali pluripotenti in un tipo di cellula embrionale chiamato endoderma definitivo, che dà luogo al rivestimento dello stomaco, dell’esofago e dell’intestino così come quello dei polmoni, del pancreas e del fegato. Successivamente, le cellule dell’ endoderma sono state istruite per diventare uno di quei tipi di cellule di organi, in particolare cellule embrionali intestinali chiamati “progenitori hindgut”. I ricercatori hanno poi sottoposto le cellule a ciò che essi descrivono come un sistema “pro-intestinale” di coltura cellulare che ha promosso la crescita intestinale.
Entro i 28 giorni, questi passaggi hanno portato alla formazione di tessuto tridimensionale simile a quello dell’ intestino del feto che conteneva tutti i principali tipi di cellule intestinali – enterociti, coppa, e cellule di Paneth enteroendocrine. Il tessuto ha continuato a maturare e ad acquisire sia le funzionalità di assorbimento e di secrezione di tessuti intestinali umani normali e anche ha cominciato la costruzione di cellule staminali intestino-specifico.
Il dottor Wells ha detto che la sua squadra e gli altri ricercatori di tutto il mondo saranno in grado di costruire a partire da questi risultati. Il processo sarà utilizzato come strumento per studiare il normale sviluppo intestinale nell’uomo e ciò che finziona in maniera non corretta con l’intestino in persone con malattie.
Un altro importante passo è quello di determinare se il tessuto intestinale è efficace nei trattamenti a base di trapianto di patologie intestinali come la sindrome da intestino corto. Questo approccio avrà la sua prima fase di sperimentazione suglianimali, in collaborazione con il co-autore Noah Shroyer, Ph.D., e Michael Helmrath, MS, MD, un chirurgo dei trapianti su bambini di Cincinnati. Infine i ricercatori vogliono tradurre tali metodi in trattamenti per le persone.
I ricercatori hanno detto che i risultati dello studio facilitaranno anche gli studi per progettare meglio farmaci che sono più facilmente assimilati dal corpo, dal momento che l’intestino assorbe la maggior parte dei farmaci assunti per via orale.
Contemporaneamente un team di ricercatori della Georgetown University di Washington guidati da Ian Gallicano ha detto durante il convegno della American Society Cell Biology che due esperimenti hanno dimostrato che le cellule staminali possono essere trasformate in cellule del pancreas necessarie per trattare il diabete e utili per ricomporre livelli complessi di tesssuto intestinale.
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Scritto da Federica di Leonardo il 13.12.2010
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In uno studio pubblicato online il 12 dicembre da Nature, gli scienziati del Cincinnati Children’s Hospital Medical Center hanno affermato che le loro scoperte apriranno le porte a studi senza precedenti sulle patologie dell’intestino umano. Questo processo è anche un passo significativo verso la generazione di tessuto intestinale per il trapianto, dicono i ricercatori.
“Questo è il primo studio a dimostrare che cellule staminali umane pluripotenti in una capsula di Petri possono essere incaricate di formare in modo efficiente tessuti umani con una struttura a tre dimensioni e con una composizione cellulare molto simile al tessuto intestinale”, ha detto James Wells, Ph.D., Senior investigator dello studio e ricercatore nella divisione di Developmental Biology al Cincinnati Children Hospital.
“La speranza è che la nostra capacità di trasformare cellule staminali in tessuto intestinale avrà un beneficio teraputico per le persone con malattie come l’enterocolite necrotizzante, malattia infiammatoria intestinale e per le sindromi da intestino corto”, ha aggiunto.
Nello studio, un team di scienziati guidati dal dottor Wells e dal primo autore dello studio, Jason Spence, Ph.D. – un membro del laboratorio del Dr. Wells – ha utilizzato due tipi di cellule pluripotenti: cellule staminali embrionali umane (hESC) e cellule staminali pluripotenti indotte (iPSCs). Gli PSCs sono stati generati da una riprogrammazione delle cellule della pelle umana sottoposte a biopsia in cellule staminali pluripotenti. Ciò è stato fatto in collaborazione con i ricercatori del Cincinnati Children’s, Wells Susanne, Ph.D., e Chris Mayhew, Ph.D. e co-direttore dell’istituto Pluripotent Stem Cell Facility.
Le hESC sono chiamate pluripotenti, a causa della loro capacità di diventare uno dei più di 200 diversi tipi di cellule nel corpo umano. Le iPSCs possono essere generate dalle cellule del singolo paziente e le cellule terapeutiche derivate da quelle iPSCs avrebbero il patrimonio genetico di quella persona e non dovrebbero essere a rischio di rigetto. Poiché la tecnologia IPSC è nuova, non è noto se queste cellule avranno tutte le potenzialità delle hESC, ha spiegato il dottor Wells. Ciò ha indotto i ricercatori a utilizzare sia le iPSCs che le cellule staminali embrionali umane in questo studio, così da poter ulteriormente verificare e confrontare le capacità di trasformazione di ciascuno.
Per attivare le cellule staminali pluripotenti nel tessuto intestinale, gli scienziati hanno eseguito una serie di manipolazioni cellulari a tempo usando i prodotti chimici e le proteine denominate fattori di crescita per simulare lo sviluppo embrionale intestinale in laboratorio.
Il primo passo è stato di trasformare le cellule staminali pluripotenti in un tipo di cellula embrionale chiamato endoderma definitivo, che dà luogo al rivestimento dello stomaco, dell’esofago e dell’intestino così come quello dei polmoni, del pancreas e del fegato. Successivamente, le cellule dell’ endoderma sono state istruite per diventare uno di quei tipi di cellule di organi, in particolare cellule embrionali intestinali chiamati “progenitori hindgut”. I ricercatori hanno poi sottoposto le cellule a ciò che essi descrivono come un sistema “pro-intestinale” di coltura cellulare che ha promosso la crescita intestinale.
Entro i 28 giorni, questi passaggi hanno portato alla formazione di tessuto tridimensionale simile a quello dell’ intestino del feto che conteneva tutti i principali tipi di cellule intestinali – enterociti, coppa, e cellule di Paneth enteroendocrine. Il tessuto ha continuato a maturare e ad acquisire sia le funzionalità di assorbimento e di secrezione di tessuti intestinali umani normali e anche ha cominciato la costruzione di cellule staminali intestino-specifico.
Il dottor Wells ha detto che la sua squadra e gli altri ricercatori di tutto il mondo saranno in grado di costruire a partire da questi risultati. Il processo sarà utilizzato come strumento per studiare il normale sviluppo intestinale nell’uomo e ciò che finziona in maniera non corretta con l’intestino in persone con malattie.
Un altro importante passo è quello di determinare se il tessuto intestinale è efficace nei trattamenti a base di trapianto di patologie intestinali come la sindrome da intestino corto. Questo approccio avrà la sua prima fase di sperimentazione suglianimali, in collaborazione con il co-autore Noah Shroyer, Ph.D., e Michael Helmrath, MS, MD, un chirurgo dei trapianti su bambini di Cincinnati. Infine i ricercatori vogliono tradurre tali metodi in trattamenti per le persone.
I ricercatori hanno detto che i risultati dello studio facilitaranno anche gli studi per progettare meglio farmaci che sono più facilmente assimilati dal corpo, dal momento che l’intestino assorbe la maggior parte dei farmaci assunti per via orale.
Contemporaneamente un team di ricercatori della Georgetown University di Washington guidati da Ian Gallicano ha detto durante il convegno della American Society Cell Biology che due esperimenti hanno dimostrato che le cellule staminali possono essere trasformate in cellule del pancreas necessarie per trattare il diabete e utili per ricomporre livelli complessi di tesssuto intestinale.
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Tag: cellule staminali, diabete, Intestino, pancreas, ricerca, staminali
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roberto
03.12.2012 alle 16:29
salve sono un papà che ha un bimbo di 7 anni nato con il morbo di hisprung, dopo vari interventi sbagliati oggi mi ritrovo il bimbo con solo 15 cm di colon ascendente, vi chiedo: si può ricostruire il colon mancante con le cellule staminali? oggi 2012 si ritrova per la terza volta con una ileo-stomia per colpa di una fistola perianale, causata dicono per via delle feci molto acide. ci sarà un rimedio per il mio piccolo? grazie della vostra cortese attenzione.
salve sono un papà che ha un bimbo di 7 anni nato con il morbo di hisprung, dopo vari interventi sbagliati oggi mi ritrovo il bimbo con solo 15 cm di colon ascendente, vi chiedo: si può ricostruire il colon mancante con le cellule staminali? oggi 2012 si ritrova per la terza volta con una ileo-stomia per colpa di una fistola perianale, causata dicono per via delle feci molto acide. ci sarà un rimedio per il mio piccolo? grazie della vostra cortese attenzione.