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Dalle cellule staminali neurali un “kit di primo soccorso” per riparare i danni cerebrali

 

Le terapie con cellule staminali rappresentano una concreta promessa per la riparazione di tessuti e organi danneggiati in corso di malattie quali la sclerosi multipla, gli ictus o le lesioni del midollo spinale.

Ora, una nuova ricerca dimostra che le terapie con cellule staminali possono anche agire utilizzando meccanismi alternativi a quelli comprendenti la differenziazione e l’integrazione cellulare. Modelli sperimentali di malattie neurodegenerative, come quelli di SM–, mostrano un notevole livello di recupero quando le cellule staminali neurali e/o i loro precursori (NPCs) sono iniettati nel loro sistema circolatorio. È stato ipotizzato che questo accada perché i NPC trasferiscono delle molecole che regolano il sistema immunitario e che in ultima analisi riducono i danni ai tessuti o migliorano la riparazione dei tessuti.

 

In uno studio pubblicato su Molecular Cell, un team di ricercatori coordinato dall'Università di Cambridge ha dimostrato che le NPCs "comunicano" con le cellule target trasferendo molecole e sostanze bioattive attraverso piccole strutture membranose chiamate vescicole extracellulari. Migliorando la comprensione di questo (ed altri) meccanismi, i ricercatori confidano di identificare nuovi modi per aumentare l’efficacia (e ridurre i rischi associati) delle terapie con cellule staminali.

 

Il Dr Stefano Pluchino del Wellcome Trust-Medical Research Council Stem Cell Institute di Cambridge, che ha coordinato lo studio, dichiara: «Queste piccole vescicole nelle cellule staminali contengono molecole come proteine e acidi nucleici che stimolano le cellule bersaglio, ne modificano funzioni, e le aiutano a sopravvivere, agendo pertanto come un mini ‘kit di pronto soccorso’ che le cellule staminali rilasciano a proprio uso e consumo. Essenzialmente, la nostra scoperta conferma ulteriormente come le NPCs siano in grado di riconoscere, di rispondere e di trasferire a cellule target segnali di infiammazione simili a quelli descritti in corso di traumi e malattie del sistema nervoso. Siamo convinti che questo appena rivelato sia uno dei meccanismi con cui le cellule staminali aiutino le cellule nervose danneggiate ad auto-ripararsi».

 

I ricercatori, che sono stati finanziati dal “the European Research Council”, dal Ministero della Salute e dalla Fondazione Italiana Sclerosi Multipla (FISM), hanno utilizzato microscopia elettronica e imaging a superrisoluzione per visualizzare le vescicole che sono trasferite dalle NPCs alle cellule target.

 

“Questo lavoro dimostra una funzione totalmente nuova delle vescicole extracellulari in risposta a stimoli del microambiente infiammatorio", ha aggiunto Pluchino. "La nostra scoperta identifica un nuovo meccanismo molecolare delle terapie con cellule staminali e rappresenta un notevole passo in avanti nella comprensione dei molti livelli d’interazione tra cellule staminali e sistema immunitario".

 

Dettagli dello studio
La ricerca del team coordinato dal Dr Pluchino evidenzia la capacità di un nuovo meccanismo di comunicazione intercellulare - per cui le NPCs "comunicano" con le cellule target trasferendo molecole e sostanze bioattive attraverso piccole strutture membranose chiamate vescicole extracellulari. Per la prima volta si dimostra la presenza di un meccanismo di
signaling mediato da vescicole di membrana su cellule staminali. Il team di ricercatori di Regno Unito, Italia, Australia, Cina e Spagna ha dimostrato che le NPCs rilasciano vescicole extracellulari quando esposte a segnali di infiammazione; ed in particolare ad una citochina chiamata interferone (IFN)-g, che viene rilasciato dalle cellule immunitarie. L’IFN-g ha la capacità di regolare sia le risposte immunitarie (pro-infiammatorie) che i programmi di riparazione intrinseci del cervello e può alterare la funzione delle cellule regolando l'attività di decine di geni. I risultati di questo studio mostrano che in NPCs si innesca una via di attivazione altamente specifica per IFN-g, che poi si lega anche ad un recettore ad alta affinità sulla superficie delle vescicole. Quando poi le vescicole con IFN-g legato al suo recettore sono rilasciate dalle NPCs aderiscono e vengono catturate dalle cellule target. La cellula target riceve pertanto non solo le proteine e gli acidi nucleici che possono aiutare l’autoriparazione, ma anche l’IFN-g che è legato sulla superficie delle vescicole, e attiva una risposta funzionale mediata dal fattore di trascrizione specifico per IFN-g STAT1.

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