Cellule staminali, un nuovo passo per curare le malattie cerebrali

Qeusti neuroni, oligodentrociti e estrociti sono derivari entrambi da un'unica cellula staminale neurale

Gli scienziati hanno creato un modo per isolare le cellule staminali neurali – le cellule che danno origine a tutti i tipi di cellule del cervello – dal tessuto cerebrale umano con una precisione senza precedenti, un passo importante verso lo sviluppo di nuovi trattamenti per malattie del sistema nervoso come il Parkinson e il morbo di Huntington o le malattie e le lesioni del midollo spinale.

Il lavoro da un team di neuroscienziati dell’Università del Rochester Medical Center è stato pubblicato nel numero del 3 novembre del Journal of Neuroscience. Il neurologo Steven Goldman, presidente del Dipartimento di Neurologia, ha guidato la squadra. Hanno partecipato allo studio anche due italiani, Giovanni Coppola dell’Università della California a Los Angeles e Silvia Nicolis dell’Università degli Studi di Milano-Bicocca.

Il nuovo studio rivela uno sforzo di sei anni dal team di Goldman per sviluppare un modo migliore degli attuali per isolare le cellule staminali neurali direttamente dal cervello umano. Queste cellule staminali possono rinnovarsi e hanno il potenziale per diventare qualunque tipo di cellula del cervello – per esempio, gli oligodendrociti che potrebbero aiutare le persone con sclerosi multipla, o i neuroni per aiutare le persone con il morbo di Parkinson. Ma dopo i primi mesi di sviluppo embrionale umano, queste cellule “miracolose” diventano rare nel cervello, ed è difficile per gli scienziati trovarle, isolarle e manipolarle. Ma queste sfide devono essere superate se si vuole ottenere un numero significativo di queste cellule, che promettono di curare una serie di malattie umane del sistema nervoso.

Finora, la maggior parte degli sforzi volti a isolare le cellule staminali fetali hanno comportato la coltivazione di tessuto cerebrale in laboratorio per mesi, separando poi le cellule staminali per studiarle. Inoltre, le tecniche di oggi separano non solo le cellule staminali, ma anche cellule note come cellule progenitrici, che si sono già trasformate per diventare alcuni tipi di cellule. La differenza è cruciale per gli scienziati, che spesso preferiscono catturare solo cellule staminali neurali “pure”, sia per curare le malattie del cervello che richiedono la sostituzione di più tipi di cellule, sia per capire meglio la loro funzione.

E la nuova tecnica del laboratorio di Goldman fa proprio questo: riesce a isolare solo le cellule staminali neurali e lo fa direttamente dal tessuto cerebrale. La tecnologia permette di risparmiare mesi di tempo e lavoro in laboratorio e dà anche agli scienziati uno sguardo più chiaro su come esattamente le cellule staminali operano nel cervello.

La capacità di raccogliere le cellule umane in modo più efficiente dovrebbe aiutare potenziali trattamenti basati sul trapianto di cellule staminali. Negli ultimi anni sono state avviate alcune ricerche che utilizzano cellule staminali neurali nel sistema nervoso, soprattutto per tentare di affrontare malattie finora incurabili del cervello note come leucodistrofie pediatriche. Ma queste ricerche sono agli inizi, e Goldman ritiene che i tipi cellulari attualmente in uso saranno presto sostituiti da staminali trapiantabili e cellule progenitrici.

La nuova tecnologia si basa su un pezzo di DNA che codifica per una proteina nota come Sox2, che è da tempo riconosciuta come un gene chiave delle cellule staminali. Dato che il gene è attivo solo nelle cellule staminali, trovare un modo di vedere e isolare le cellule con un gene Sox2 attivo è la chiave.

Per rintracciarlo, il team ha identificato la sequenza del DNA, conosciuta come un enhancer(amplificatore), che determina se è attivo Sox2 nelle cellule staminali neurali. Gli scienziati hanno preso quel pezzo di DNA, accoppiato ad un gene che fa emettere luce alle cellule su una particolare lunghezza d’onda, e poi ha inserito il DNA risultante in un virus. Poi hanno usato il virus per “consegnare” il DNA sintetico alle cellule staminali neurali nel tessuto cerebrale. La tecnica ha costretto le cellule staminali neurali – e solo le cellule staminali – ad emettere luce di un certo colore, che a sua volta ha permesso di prelevare con estrema precisione solo quelle cellule. Il risultato è stata una popolazione pura di cellule staminali neurali, la prima popolazione, così purificata come mai finora. Ora si attendono enormi ricadute da questa nuova tecnica nella cura di malattie gravissime del sistema nercoso centrale e periferico.