Ottenute cellule neurali da staminali neuronali nei topi
Il trapianto di cellule staminali neurali riprogrammate nel cervello di topi geneticamente modificati che non possono formare mielina. Le cellule staminali sviluppano oligodendrociti (in verde), che formano la mielina (in rosso).
Un grosso ostacolo allo sviluppo di una tecnica che possa guarire aree del cervello o della spina dorsale danneggiate grazie a cellule staminali era l’impossibilità di poter utilizzare le cellule staminali neurali. Infatti, le cellule del cervello e del midollo spinale di solito non sono generate da cellule staminali neuronali del sistema nervoso periferico, e non è possibile produrre cellule del sistema nervoso periferico dalle cellule staminali del cervello. Tuttavia, i ricercatori del Max Planck Institute for Brain Research di Francoforte e del Max Planck Institute di Immunobiologia e Epigenetica di Friburgo, in Germania, sono ora riusciti a produrre cellule del sistema nervoso centrale a partire da cellule staminali neuronali del sistema nervoso periferico. Hanno scoperto che se le cellule staminali periferiche sono mantenute in condizioni di crescita definite, generano oligodendrociti, che costituiscono lo strato di mielina che circonda i neuroni presenti nel cervello e nel midollo spinale.
Il sistema nervoso dei mammiferi è costituito da un sistema centrale (cervello, midollo spinale) e periferico (nervi e gangli sensoriali ad esempio). Anche se i due sistemi sono strettamente interconnessi, essi differiscono anatomicamente e consistono di tipi cellulari diversi. I tipi di cellule del sistema nervoso periferico originano da un’area di cellule presente nell’embrione e chiamata cresta neurale. Fino ad oggi, si riteneva che queste creste neurali delle cellule staminali potessero generare i neuroni e le cellule di supporto, note come cellule gliali del sistema nervoso periferico, ma non le cellule del sistema nervoso centrale.
Le condizioni ambientali determinano chiaramente il tipo di cellule in cui la cresta neurale delle cellule staminali si sviluppano. Insieme con i colleghi di Parigi, gli scienziati di Friburgo e Francoforte sono riusciti a dimostrare che, in condizioni modificate, queste cellule staminali possono anche generare cellule del sistema nervoso centrale. Per far questo, hanno esposto le cellule staminali del sistema nervoso periferico di topi in fase embrionale o post-natale a condizioni diverse di cultura. Oltre ai neuroni, la cresta neurale delle cellule staminali si è anche sviluppata in diversi tipi di cellule gliali del sistema nervoso centrale, tra cui gli oligodendrociti ed astrociti. “Il terreno di coltura riprogramma la cresta neurale delle cellule staminali in modo tale che essi cambiano la loro identità. Il tutto ha funzionato senza modificazione genetica delle cellule”, spiega Hermann Rohrer del Max Planck Institute for Brain Research.
Fattori nel terreno di coltura hanno chiaramente attivato un programma genetico diverso in modo che si potessero sviluppare tipi di cellule che normalmente non si sviluppano dalle staminali neuronali. Gli scienziati non hanno ancora capito il perché. Tuttavia, vi sono alcune indicazioni che il fattore di crescita dei fibroblasti (FGF) sia coinvolto in questa trasformazione.
Nel cervello dei topi a differenti stadi di sviluppo, le cellule staminali riprogrammate si sono principalmente sviluppate in oligodendrociti, che costituiscono lo strato di mielina intorno ai neuroni del sistema nervoso centrale e sono, quindi, indispensabili per la trasmissione di stimoli elettrici. Esperimenti di trapianto effettuati dai ricercatori su topi geneticamente modificati che non producono mielina ha dimostrato che i nuovi oligodendrociti possono svolgere anche questo compito. “Le cellule staminali riprogrammate possono formare cellule del sistema nervoso centrale, e le nuove cellule possono essere integrate in modo permanente”, spiega Verdon Taylor del Max Planck Institute.
Non è ancora chiaro in che misura tali risultati possano contribuire allo sviluppo di una terapia per l’uomo. “Al momento, sappiamo solo che queste cellule staminali nei topi hanno anche il potenziale di produrre oligodendrociti,” dice Hermann Rohrer. Gli scienziati ora dovrebbero indagare più in dettaglio quali sono i meccanismi molecolari responsabili per la riprogrammazione delle cellule staminali, se le cellule staminali prodotte dalla cresta neurale esistono anche nel sistema nervoso periferico di topi adulti e che tipo di condizioni sono necessarie per consentire la riprogrammazione delle queste cellule.
