Immagine: cellule staminali neurali che maturano in astrociti (giallo). Credito: Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute.
Gli scienziati del Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute hanno creato un farmaco, il primo al mondo, in grado di attirare le cellule staminali sui tessuti danneggiati e migliorare l’efficacia del trattamento: un primo e importante progresso scientifico nel campo della medicina rigenerativa.
La scoperta, pubblicata negli Atti della National Academy of Sciences ( PNAS ), potrebbe migliorare le attuali terapie con queste cellule progettate per trattare disturbi neurologici come lesioni del midollo spinale, ictus, sclerosi laterale amiotrofica (SLA) e altri disturbi neurodegenerativi ed espandere il loro uso a nuove condizioni, come malattie cardiache o artrite.
Le cellule tossiche (verdi nella foto) sono scomparse quando i topi con una condizione neurodegenerativa hanno ricevuto sia cellule staminali terapeutiche (rosse) che il farmaco SDV1a, che corrispondeva a vite più lunghe e insorgenza ritardata dei sintomi. Questi risultati suggeriscono che SDV1a può essere utilizzato per migliorare l’efficacia dei trattamenti con cellule staminali.
“La capacità di istruire una cellula staminale dove andare nel corpo o dirigerla in una particolare regione di un dato organo è il Santo Graal per la medicina rigenerativa”, afferma Evan Y. Snyder, MD Ph.D., Professore e Direttore del Centro per le cellule staminali e la medicina rigenerativa presso Sanford Burnham Prebys e autore senior dello studio. “Ora, per la prima volta in assoluto, possiamo dirigere una cellula staminale verso una posizione desiderata e focalizzare il suo impatto terapeutico“.
Quasi 15 anni fa, Snyder e il suo team hanno scoperto che la cellula staminale è attratta dall’infiammazione, un “allarme antincendio” biologico che segnala che si è verificato un danno. Tuttavia, l’uso dell’infiammazione come esca terapeutica non è fattibile perché un ambiente infiammatorio può essere dannoso per il corpo. Pertanto, gli scienziati sono stati alla ricerca di strumenti per aiutare queste cellule a migrare verso i luoghi del corpo dove sono necessarie. Questo strumento potrebbe essere utile per i disturbi in cui i segnali infiammatori iniziali svaniscono nel tempo, come lesioni croniche del midollo spinale o ictus e condizioni in cui il ruolo dell’infiammazione non è chiaramente compreso, come le malattie cardiache.
“Grazie a decenni di investimenti nella scienza delle cellule staminali, stiamo compiendo enormi progressi nella nostra comprensione di come funzionano queste cellule e come possono essere sfruttate per invertire lesioni o malattie”, afferma Maria T. Millan, MD, Presidente e CEO del California Institute for Regenerative Medicine (CIRM) che ha parzialmente finanziato la ricerca. “Il gruppo di Snyder ha identificato un farmaco che potrebbe aumentare la capacità delle cellule staminali neurali di dirigersi nei siti di lesione e avviare la riparazione. Questo candidato farmaco potrebbe aiutare ad accelerare lo sviluppo di trattamenti con cellule staminali per condizioni come lesioni del midollo spinale e morbo di Alzheimer”.
Vedi anche:Le cellule staminali possono aiutare a riparare il midollo spinale dopo un infortunio
Nello studio, gli scienziati hanno modificato CXCL12, una molecola infiammatoria che il team di Snyder aveva scoperto in precedenza potrebbe favorire la guarigione guidando le cellule staminali verso i siti che necessitano di riparazione. La molecola è stata utilizzata per creare il farmaco chiamato SDV1a. Il nuovo farmaco agisce migliorando il legame delle cellule staminali e riducendo al minimo i segnali infiammatori e può essere iniettato ovunque per attirare le cellule staminali in una posizione specifica senza causare infiammazione.
“Poiché l’infiammazione può essere pericolosa, abbiamo modificato CXCL12 eliminando la parte rischiosa e massimizzando la parte buona”, afferma Snyder. “Ora abbiamo un farmaco che attira le cellule staminali in una regione patologica, ma senza creare o peggiorare infiammazioni indesiderate”.
Per dimostrare che il nuovo farmaco è in grado di migliorare l’efficacia di un trattamento con cellule staminali, i ricercatori hanno impiantato SDV1a e cellule staminali neurali umane nel cervello di topi con una malattia neurodegenerativa chiamata malattia di Sandhoff. Questo esperimento ha mostrato che SDV1a ha aiutato le cellule staminali neurali umane a migrare e svolgere funzioni di guarigione che includevano l’estensione della durata della vita, il ritardo dell’insorgenza dei sintomi e la conservazione della funzione motoria per molto più tempo rispetto ai topi che non hanno ricevuto il farmaco. È importante sottolineare che l’infiammazione non è stata attivata e le cellule staminali sono state in grado di sopprimere qualsiasi infiammazione preesistente.
Prossimi passi
I ricercatori hanno già iniziato a testare la capacità di SDV1a di migliorare la terapia con cellule staminali in un modello murino di SLA che è causata dalla progressiva perdita di motoneuroni nel cervello. Precedenti studi condotti dal team di Snyder hanno indicato che l’ampliamento della diffusione di queste cellule neurali aiuta a sopravvivere più neuroni motori, quindi gli scienziati sperano che il posizionamento strategico di SDV1a espanderà il terreno coperto dalle cellule staminali neuroprotettive e aiuterà a rallentare l’insorgenza e la progressione della malattia.
“Siamo ottimisti sul fatto che il meccanismo d’azione di questo farmaco possa potenzialmente beneficiare una varietà di disturbi neurodegenerativi, così come condizioni non neurologiche come malattie cardiache, artrite e persino cancro al cervello“, afferma Snyder. “È interessante notare che, poiché CXCL12 e il suo recettore sono implicati nella tempesta di citochine che caratterizza il COVID-19 grave, alcune delle nostre intuizioni su come inibire selettivamente l’infiammazione senza sopprimere altri processi normali possono essere utili anche in quell’arena“.
