Le cellule staminali del sangue del cordone ombelicale per il trattamento dell’asfissia perinatale

Pic by Allan Ajifo

Si è recentemente completato presso l’Ospedale di Marsiglia (Francia) uno studio finalizzato a valutare l’utilizzo delle cellule staminali del cordone ombelicale per il trattamento dei danni cerebrali provocati da asfissia perinatale (vedi Clinical Trials NCT01284673)
L’asfissia perinatale è una condizione che si può verificare contestualmente al parto o nelle ore successive e che è determinata da una ridotta ossigenazione dei tessuti e da uno stato di acidosi che coinvolge diversi organi ed apparati (cervello, cuore, polmoni, intestino e reni).
Nel caso in cui sia coinvolto il sistema nervoso si verificano danni permanenti quali paralisi cerebrale, ritardo mentale, epilessia, disturbi della vista e dell’udito, disturbi del linguaggio e dell’apprendimento e, talvolta, morte neonatale.
Attualmente non esiste una terapia efficace per curare questa condizione, ma solo un trattamento ipotermico, definito baby-cooling, che attraverso il raffreddamento della temperatura corporea del neonato riesce a limitare il danno cerebrale prodotto.
Lo studio del gruppo francese, di cui aspettiamo a breve i risultati, ha tentato di andare oltre, valutando la capacità delle cellule staminali del cordone ombelicale di ripristinare la funzione biologica che il danno ipossico ha compromesso in modo irreversibile.
Nell’arco di 4 anni sono state raccolte 10 unità di sangue cordonale provenienti da parti in situazione di asfissia neonatale, le quali sono state attentamente analizzate e confrontate con altrettante unità provenienti da parti avvenuti in assenza di complicazioni.
Uno degli obiettivi principali dello studio era infatti capire se le condizioni che si instaurano nel corso di un parto con ridotta ossigenazione possono alterare le caratteristiche biologiche delle cellule staminali contenute all’interno del sangue cordonale.
Una particolare attenzione è stata rivolta all’analisi di quelle popolazioni cellulari che, avendo una intrinseca capacità di differenziarsi in cellule nervose, sono direttamente coinvolte nella riparazione dei danni tissutali e potrebbero pertanto modificare radicalmente la storia clinica dei bambini coinvolti in episodi di asfissia perinatale.
Se i risultati dello studio saranno promettenti sarà possibile intraprendere, a livello sperimentale, i primi trapianti autologhi con cellule staminali da cordone ombelicale per questo tipo di problematica.
Non è la prima volta che questo prezioso materiale, che solo in occasione del parto può essere raccolto, viene utilizzato per il trattamento sperimentale di diversi disturbi che riguardano il sistema nervoso come la paralisi cerebrale, l’autismo, l’ischemia cerebrale.
Si stanno ampliando, quindi, le prospettive di utilizzo delle cellule staminali di origine ombelicale, il cui valore terapeutico è oggi ufficialmente riconosciuto per il trattamento di oltre 80 patologie.

Morbo di Parkinson: nuovo trial clinico a base di cellule staminali

Trial clinico Parkinson (pic by Elvert Barnes)

E’ in corso la prima sperimentazione clinica basata sulla somministrazione di cellule staminali mesenchimali autologhe per la cura della Paralisi Sopranucleare Progressiva (PSP), una forma di parkinsonismo particolarmente aggressiva che non presenta, ad oggi, alcuna possibilità di cura.
Le cellule mesenchimali sono cellule staminali multipotenti localizzate sia nel midollo osseo che nel tessuto cordonale le quali sono in grado di differenziarsi in cellule mature dando origine a tessuto nervoso, osseo, muscolare, a grasso e cartilagine.
I ricercatori ritengono che il principale contributo che queste cellule possono offrire nel contesto della sperimentazione clinica risieda nella loro capacità di produrre fattori di crescita specifici che inducono la rigenerazione dei tessuti lesi.
Lo studio è stato approvato dall’Istituto Superiore di Sanità e si propone, come primo obiettivo, di valutare la sicurezza e l’efficacia legata alla somministrazione delle cellule mesenchimali autologhe prelevate dal midollo osseo degli stessi pazienti e introdotte attraverso l’arteria femorale nelle regioni nervose interessate dalle lesioni.
Molte sono le aspettative riposte in questa prima sperimentazione, che si basa sulla collaborazione sinergica di tre realtà molto attive nel territorio milanese: il centro Parkinson ICP, che si occupa del reclutamento dei pazienti, la Fondazione IRCSS Cà Granda dell’Ospedale Maggiore Policlinico di Milano in cui avviene la manipolazione e successiva infusione delle cellule mesenchimali e il Reparto di Bioingegneria del Politecnico di Milano in cui verranno eseguite le valutazioni delle capacità motorie dei pazienti.
Questo primo studio pilota, a cui seguirà una seconda fase sperimentale, pone l’accento sul valore delle cellule staminali, che sono utilizzate in misura sempre maggiore per il trattamento di numerose patologie umane; in particolare l’impiego delle cellule staminali autologhe associa all’enorme potenziale differenziativo ampiamento documentato in letteratura il vantaggio di provenire dallo stesso paziente, e di evitare quindi complicazioni legate alla compatibilità tissutale.

Virus dell’influenza e diabete: uno strano connubio

Quando si parla di influenza ognuno di noi pensa al malanno stagionale che ogni anno, alle porte dell’inverno, costringe a letto milioni di persone.
L’esistenza di una relazione tra l’infezione da parte del virus influenzale e il diabete

Diabete e influenza

Diabete e influenza ( pic by [Melissa] )

 non era affatto pensabile, neppure da parte delle persone più fantasiose.
Recenti studi hanno evidenziato che, nei soggetti predisposti, il virus influenzale è in grado di infettare anche il pancreas, organo nel quale causa una reazione immunitaria che determina la distruzione delle cellule beta, responsabili della produzione di insulina, e innesca quindi il processo che sta alla base della malattia diabetica.
Al raggiungimento di questi risultati ha contribuito la Dott.ssa Ilaria Capua, nota ricercatrice italiana la quale ha evidenziato, sulla rivista scientifica Journal of Virology, che il bersaglio del virus influenzale non è rappresentato unicamente dal distretto respiratorio, come si riteneva, ma anche dal pancreas, che il virus raggiunge sfruttando il circolo sanguigno.
Utilizzando come modello sperimentale tacchini infettati con virus influenzali di tipo A , il gruppo coordinato dalla ricercatrice ha riscontrato la comparsa di iperamilasemia ed iperglicemia, due disturbi del metabolismo che rappresentano l’anticamera del diabete.
In associazione a queste disfunzioni è stato osservato che il pancreas degli animali infettati presenta numerose aree con fibrosi e una generale compromissione strutturale, evidenti segnali della capacità del virus di distruggere le cellule pancreatiche in cui si riproduce.
Il dato più interessante a cui questo studio è approdato è la constatazione che il virus influenzale è in grado di determinare gli stessi processi anche nell’uomo; si tratta di un meccanismo che, è importante ricordarlo, può coinvolgere soltanto persone predisposte, ma che in ogni caso porta con sé importanti risvolti sia sul piano sanitario che economico

Premio Nobel per la medicina ai ricercatori John Gurdon e Shinya Yamanaka: vincono le cellule staminali riprogrammate

Il Premio Nobel 2012 per la Medicina va a Shinya Yamanaka e John Gurdon (pic credit Guardian.co.uk)

Il Premio Nobel 2012 per la medicina è stato assegnato ieri al ricercatore britannico John Gurdon e al collega giapponese Shinya Yamanaka, che hanno condotto importanti studi in merito alla riprogrammazione delle cellule adulte in cellule staminali pluripotenti, aprendo nuovi orizzonti nel campo della medicina rigenerativa.
Partendo da un’intuizione che si poneva in contrasto con quanto fino a pochi anni fa era ritenuto un dogma, i due scienziati hanno dimostrato che il processo che porta una cellula staminale a differenziarsi in una cellula adulta non è irreversibile, ma può essere invertito attraverso un’ operazione definita “riprogrammazione cellulare”.
Esiste, dunque, la possibilità di cambiare il destino di una cellula adulta attraverso una manipolazione genetica che la riporta ad uno stadio più primitivo: si forma, in tal modo, una cellula staminale riprogrammata definita iPS (Induced pluripotent stem cell), che può in seguito differenziarsi in una cellula adulta appartenente a tessuti differenti da quello di origine.
A questi risultati è approdato nell’anno 2006 il Dott. Yamanaka, che ha capito quali fossero i meccanismi che permettono di trasformare una cellula adulta in cellula staminale: raccogliendo l’eredità del collega britannico Gurdon, che nel lontano 1962 eseguì su una rana i primi esperimenti di clonazione cellulare, il Dott. Yamanaka ha modificato geneticamente cellule adulte di topo attraverso l’introduzione di quattro geni specifici nel loro DNA.
Questa operazione ha determinato la riprogrammazione delle cellule trattate che sono state riportate ad uno stadio indifferenziato.
Notevoli sono i risvolti che questi studi portano con sé, sia da un punto di vista scientifico che etico.
Il contributo dei due ricercatori ha dato un forte impulso alla medicina rigenerativa, quella branca della medicina che si propone di “rigenerare biologicamente” un tessuto compromesso da una malattia, piuttosto che dall’invecchiamento o da difetti congeniti attraverso l’utilizzo di cellule, opportunamente selezionate e manipolate.
L’obiettivo dei ricercatori è quello di trasformare le cellule di un soggetto malato in cellule staminali, che verranno successivamente differenziate nel tipo di tessuto danneggiato e permetteranno di curare patologie di grosso impatto come il diabete, le lesioni spinali, varie malattie di natura neurodegenerativa.
E’ da sottolineare, infine, il risvolto che questi esperimenti presentano dal punto di vista etico, poiché la riprogrammazione cellulare permette di superare le polemiche associate all’utilizzo delle cellule staminali embrionali.

Fertilità della coppia: il ruolo del fattore di crescita NGF

Lo sperma maschile contiene una sostanza che agisce direttamente sul cervello femminile (pic by Scrap Pile)

Il fattore che induce l’ovulazione nei mammiferi

Gregg Adams, veterinario specializzato nella medicina riproduttiva e professore presso l’Università canadese del Saskatchewan, ha recentemente scoperto che il fattore di crescita NGF (nerve growth factor), individuato oltre 50 anni fa da Rita Levi Montalcini, stimola l’ovulazione agendo sul cervello dei mammiferi di sesso femminile. Andando alla ricerca della sostanza che induce l’ovulazione negli animali con ovulazione indotta¹ (OIF), il gruppo di ricerca coordinato dal Professor Adams ha scoperto che questa proteina possiede la stessa struttura molecolare del fattore di crescita NGF, da anni noto per la sua azione legata allo sviluppo del sistema nervoso dei vertebrati.

Il fattore di crescita NGF presente nello sperma

Il team canadese ha verificato quindi la presenza del fattore di crescita (NGF) nello sperma di numerose specie animali. Questa sostanza stimolerebbe specifiche regioni dell’ipotalamo femminile e sarebbe in grado di attivare un meccanismo a cascata in grado di indurre lo sviluppo del corpo luteo e la produzione di ormoni fondamentali per il sostentamento della gravidanza.

Lo sperma maschile contiene una sostanza che agisce direttamente sul cervello femminile

“L’idea che nello sperma maschile sia presente una sostanza che agisce direttamente sul cervello femminile è del tutto nuova”, afferma il Prof. Adams, che dopo avere verificato il ruolo del fattore di crescita (NGF) nei processi riproduttivi di molti animali ha affermato di volere eseguire le stesse indagini anche nell’uomo.
Studi precedenti hanno evidenziato che l’NGF è presente anche nel liquido seminale umano e i suoi recettori sono localizzati nelle ovaie; partendo da questa osservazione il gruppo di ricerca si pone l’obiettivo di comprenderne l’efficacia e il suo eventuale coinvolgimento nei processi riproduttivi.
Se i risultati dei prossimi studi confermeranno le attese, si apriranno nuovi orizzonti per il trattamento dei disturbi legati all’infertilità di coppia.

¹ OIF: ovulation inducing factor

Le cellule staminali della corteccia cerebrale responsabili delle funzioni cognitive

Le cellule staminali responsabili delle funzioni cognitive (pic by dierk scahefer)

Il cervello umano continua a sorprenderci.
E’ recente la scoperta, annunciata dai ricercatori dello Scripps Research Institute di La Jolla (California), che negli strati più esterni della corteccia cerebrale esiste una specifica popolazione di cellule staminali che dà origine ai neuroni responsabili delle funzioni cognitive:

  • intelletto
  • memoria
  • pensiero
  • linguaggio

Questo studio, coordinato dal Prof. Ulrich Mueller e realizzato sul topo, ha chiarito che esistono popolazioni distinte di cellule staminali alle cui caratteristiche si riconducono le diverse funzioni delle cellule nervose.
La possibilità di isolare queste popolazioni di cellule staminali e di coltivarle in laboratorio permetterebbe di trattare disturbi di tipo cognitivo come l’autismo o la schizofrenia, che sono determinati da lesioni a carico delle cellule nervose localizzate nella parte esterna della corteccia.
Ciò che i ricercatori auspicano è di riuscire a produrre in vitro cellule neuronali in grado di sostituirsi a quelle danneggiate, con la speranza di recuperare le funzioni cerebrali superiori che risultano compromesse nei soggetti che presentano questi disturbi di natura cognitiva.

E’ nella vita intrauterina che si plasma il DNA del feto

E' nell'arco dei nove mesi di vita intrauterina che si plasma il futuro di ognuno di noi

Sulla rivista scientifica Genome Research è stato recentemente pubblicato uno studio secondo il quale il ventre materno, nel corso dei nove mesi di gestazione, è in grado di influenzare il profilo epigenetico del nascituro, cioè di determinare modificazioni chimiche al DNA del feto che cambiano il livello di espressione di alcuni geni, e lo predispongono a sviluppare nell’arco della vita malattie di varia natura quali:

  • diabete
  • malattie cardiache
  • obesità

Il processo, definito metilazione del DNA è da tempo studiato dai ricercatori in quanto potrebbe rappresentare un passaggio chiave nello sviluppo di alcuni processi patologici.
E’ noto da alcuni anni che gli stimoli ambientali influenzano l’epigenetica degli individui, in particolare durante il periodo intrauterino, che viene considerato un momento cruciale in cui si delinea  il destino dell’individuo.

Partendo da queste considerazioni, i ricercatori del Murdoch Childrens Research Institute di Parkville, in Australia, hanno analizzato il livello di metilazione del DNA di coppie di gemelli (monozigoti ed eterozigoti), per valutare se esistono differenze, legate alle influenze ambientali, che si traducono in una diversa predisposizione all’insorgenza delle malattie.

Gli studi sui gemelli hanno sempre permesso di creare una distinzione tra il contributo dei geni e quello dell’ambiente esterno sul fenotipo di ogni individuo; anche in questo caso i gemelli hanno rappresentato il modello ideale su cui lavorare, poiché pur condividendo la stessa madre e, nel caso dei gemelli monozigoti lo stesso patrimonio genetico, possiedono tessuti propri come il cordone ombelicale e quindi vivono in ambienti parzialmente differenti che possono essere diversamente suscettibili agli stimoli esterni.
Il gruppo australiano ha analizzato 3 tipi di tessuto:

  • tessuto cordonale
  • sangue cordonale
  • placenta

e ha verificato che esistono differenze nel profilo epigenetico dei gemelli, anche negli omozigoti.

Secondo il Dott. Jeffrey Craig, coordinatore del progetto, le differenze nel livello di metilazione del DNA sono dovute a eventi che accadono a uno solo dei gemelli, e sono legate a stimoli provenienti da tessuti non condivisi.
Il Dott. Craig ha infine sottolineato che la conoscenza del profilo epigenetico di ogni individuo alla nascita consente di fare previsioni relative al suo stato di salute, e potrà permettere di intervenire riducendo il rischio di sviluppare specifiche patologie.

Allattamento materno e virus dell’HIV

Il latte materno sarebbe in grado di immunizzare il piccolo dalla trasmissione del virus

La trasmissione dell’infezione da HIV attraverso l’allattamento al seno è sempre stata un argomento controverso, per la difficoltà a creare una relazione univoca tra lo stadio dell’infezione e il rischio effettivo di contagio.

Di fatto, è sempre stata molto diffusa la tendenza a considerare l’allattamento al seno un gesto che espone il neonato a un forte rischio infettivo, e una delle principali cause di infezione in età infantile.

In questa forma di contagio il virus prende contatto con specifiche cellule bersaglio presenti nella mucosa orale e nella prima parte del tratto gastrointestinale, e viene successivamente veicolato nel sangue e in numerosi organi dando origine a un’infezione sistemica.

Secondo un recente studio il latte materno avrebbe il potere di inibire la trasmissione da HIV

Recenti pubblicazioni scientifiche però sembrano smentire, o comunque, alleggerire, ciò che fino a ora è stata opinione comune: in uno studio pubblicato su Plos Pathogens il gruppo di ricerca coordinato dal Dott. Victor Garcia ha evidenziato che il latte materno possiede un forte potere inibitorio sulla trasmissione dell’infezione da HIV.

L’esperimento

I ricercatori hanno eseguito esperimenti in vivo creando un modello animale molto particolare: hanno trapiantato topi privati dei propri organi di difesa con tessuti umani:

  • midollo osseo
  • fegato
  • timo
  • milza

così da ricreare il sistema immunitario dell’uomo.

Gli animali sono stati infettati con un contagio di tipo orale ed è stata successivamente valutata la capacità del virus di diffondersi nell’organismo in presenza o meno di latte materno.
La differenza tra i due gruppi di animali è stata schiacciante: solo nei topi che non hanno ricevuto latte materno è stato possibile rilevare materiale virale a livello plasmatico o in altri tessuti, come segno della capacità del virus dell’HIV di dare origine a un’infezione produttiva.
I meccanismi che possono spiegare questa azione inibitoria non sono ancora stati chiariti, ma sembra che in questo contesto svolgano un ruolo importante particolari sostanze presenti nel latte materno, quali acidi grassi polinsaturi o proteine di varia natura come lattoferrina e mucina

Il Cern e il bosone di Higgs (la particella Dio)

I fisici del CERN annunciano la scoperta della cosiddetta particella Dio

Le porte del CERN (Laboratorio europeo di fisica particellare) si aprono alla stampa mondiale per annunciare quello che gli stessi ricercatori definiscono un miracolo: è stato finalmente catturato il bosone di Higgs, comunemente noto come particella Dio, grazie al quale esiste la massa.
Si tratterebbe di una sorta di “particella messaggero” la quale media l’interazione delle forze fondamentali dell’universo sulle particelle elementari che compongono la materia: la sua esistenza permetterebbe di spiegare l’esistenza della massa e quindi dell’intero universo.
Tutto comincia nel 1964 quando Peter Higgs, fisico britannico, ipotizza l’esistenza della particella subatomica per spiegare la sua teoria relativa all’architettura di base della natura (Modello Standard dell’Universo).
Per decenni i ricercatori hanno dato la caccia a questa “entità”, alimentati da una competizione feroce che ha coinvolto in primis due centri di ricerca di fama mondiale: il CERN di Ginevra e il Fermilab di Chicago.
Per ottenere questo ambizioso risultato miliardi di protoni di sono scontrati nei superacceleratori di particelle localizzati nelle viscere dei laboratori, allo scopo di ricreare le condizioni dell’universo una frazione di secondo dopo la sua nascita.
Due gruppi di ricerca del centro ginevrino hanno presentato i loro risultati ottenuti lavorando in parallelo; i giorni scorsi  i ricercatori hanno anticipato con entusiasmo alla stampa internazionale dati preliminari che confermano una probabilità elevatissima di scoperta, pari a oltre il 99.9 per cento.
L’euforia è ovviamente collettiva , ma l’orgoglio è fortemente  tricolore, se consideriamo che tanti sono gli scienziati italiani che hanno partecipato al progetto, a partire dal
Dott. Sergio Bartolucci, Direttore Scientifico del CERN.

Cellule dormienti: studio evidenzia una straordinaria potenzialità delle staminali

Uno studio francese evidenzia un'ulteriore potenzialità delle cellule staminali

Oggi è possibile aggiungere una nuova definizione che amplia la nostra conoscenza sulle cellule staminali: cellule dormienti.

L’aggettivo dormienti sottolinea la loro capacità di rimanere vitali anche dopo la morte dell’individuo a cui appartengono, sotto forma di cellule cadute in uno stato di quiescenza che ne preserva comunque la vitalità e la funzionalità.
Il gruppo di ricerca guidato dal dott. Fabrice Chretien ha presentato dati brillanti che estendono le evidenze scientifiche già aquisite sull’argomento.

Lo studio della Facoltà di Medicina dell’ Université Versailles Saint Quentin en Yvelines

Lavorando su tessuto muscolare ottenuto da cadaveri di 17 giorni i ricercatori hanno isolato cellule staminali che mostrano le stesse potenzialità  di quelle ottenute da tessuto in vita: le cellule conservano la capacità proliferativa che le contraddistingue e, se utilizzate in esperimenti di trapianto, sono in grado di rigenerare il tessuto muscolare in cui sono inoculate.

Una nuova fonte cellulare

La quiescenza è una condizione in cui la cellula riduce al minimo le proprie esigenze metaboliche e tutti processi normalmente attivi ; in questo stato la mancanza di ossigeno appare fondamentale per mantenere inalterate la vitalità e la capacità rigenerativa.
Una nuova fonte cellulare, dunque, si mette a disposizione dei ricercatori per procedere con gli studi sulla biologia delle cellule staminali.