Lesioni spinali guarite con le cellule staminali neuroepiteliali

Pubblicata una ricerca condotta su topi: cellule staminali neuroepiteliali umane iniettate in loco provocano recupero motorio e funzionale

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Sensazionale scoperta da parte di un team di studiosi italo-statunitensi: particolari cellule staminali umane, denominate neuroepiteliali, iniettate in loco in topi ai quali è stata provocata una lesione spinale, determinano un recupero motorio e funzionale già evidente in due mesi.

Sono piene di speranze per le persone colpite da paraplegia e tetraplegia, ovvero da lesioni del midollo spinale, le conclusioni della ricerca svolta da un team di scienziati della Yale School of Medicine di New Haven (USA) e del Dipartimento di Biologia dell’Università di Pisa. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Communications con il titolo Human neuroepithelial stem cell regional specificity enables spinal cord repair through a relay circuit.

Il gruppo di studio ha individuato una particolare popolazione di cellule staminali, dette neuroepiteliali, che si è rivelata particolarmente efficace nel riparare le lesioni al midollo spinale. La sperimentazione condotta su modelli animali ha mostrato che queste particolari cellule sono in grado di integrarsi nel tessuto danneggiato, estendere prolungamenti per alcuni centimetri dopo il trapianto e fornire un recupero motorio e funzionale. Inoltre, come hanno evidenziato i test di laboratorio, il recupero è proporzionale all’entità alla lesione: se ad esempio il danno al midollo spinale non supera il 25%, c’è un miglioramento significativo nell’uso degli arti inferiori entro otto settimane. «Per la prima volta, grazie a questo studio è stato quindi dimostrato che l’origine anatomica delle cellule staminali ha una importanza cruciale per il successo del trapianto», spiega Marco Onorati, ricercatore dell’Unità di Biologia Cellulare e dello Sviluppo del Dipartimento di Biologia dell’Ateneo pisano, e fra i primi autori dello studio.

Gli scienziati hanno sottoposto un totale di 64 topi a studi di emisezione dorsale medio-toracica suddividendoli in due gruppi. Quarantanove (49) topi sono stati sottoposti a lesione emisfero e sono stati testati per la loro capacità locomotoria utilizzando la scala Basso Mouse Scale (BMS)26 sette giorni dopo la lesione. Sette su 49 topi sono stati eliminati da ulteriori studi a causa di un intervento chirurgico di emisezione fallito. I rimanenti 42 topi sono stati randomizzati per ricevere il trapianto delle cellule staminali umane ricavate da sei embrioni deceduti. I restanti 15 topi hanno fatto da gruppo di controllo.

Gli studiosi hanno somministrato tre diversi tipi di cellule staminali neuroepiteliali NES, una delle quali veicolata da un vettore lentivirale. Il trapianto è stato eseguito 10 giorni dopo l’emisezione così suddiviso: 14 topi con vettore, 19 topi con iniezione di cellule staminali SC-NES (derivate dal cordone spinale dell’embrione) e 9 topi con iniezione di cellule staminali NCX-NES (dalla corteccia cerebrale dell’embrione). Questi 42 animali sono stati seguiti da test comportamentali BMS eseguiti da due investigatori ignari del trattamento per un totale di 8 settimane dopo l’impianto cellulare, quindi hanno ricevuto l’iniezione BDA e sono stati processati per l’analisi istologica. Dopo di questo è stata effettuata un’analisi del comportamento del sottogruppo di 25 topi (9 del gruppo di controllo, 10 trattati con SC-NES e 6 destinatari di cellule NCX-NES). Su 42 animali la verifica è stata svolta sul tessuto trattato e su quello di controllo. Tutte le analisi comportamentali e istologiche sono state condotte senza conoscenza del gruppo di trattamento.

Le cellule staminali neuronali SC-NES che hanno un’origine analoga a quella del tessuto ricevente (in questo caso il midollo spinale) si sono rivelate molto più efficienti di quelle con una diversa derivazione (ad esempio provenienti dal cervello NCX-NES) nel ripristinare le connessioni del midollo lesionato e garantire la formazione di nuovi circuiti neuronali. «Non tutte le cellule staminali hanno quindi le stesse potenzialità – conclude Marco Onorati – e quello che ora sappiamo grazie a questo studio sulle cellule staminali neuroepiteliali e su come agiscono nel caso di lesione al midollo spinale può rivelarsi utile per indirizzare il futuro della ricerca».

La ricerca pubblicata su «Nature Communications» è stata coordinata dal professore Steve Strittmatter della Yale School of Medicine. In particolare, Marco Onorati ha guidato la parte sulla derivazione e la caratterizzazione delle cellule staminali neuroepiteliali umane e il loro differenziamento verso neuroni maturi per studiarne la funzione in vitro. Oltre a lui, gli altri primi coautori dell’articolo sono due ricercatori della Yale School of Medicine, Maria Teresa Dell’Anno (che adesso continua i suoi studi sulle cellule staminali in ambito neurologico presso la Fondazione Pisana per la Scienza) e Xingxing Wang. 

Ovviamente ora si dovrà passare alla sperimentazione su esseri umani ma le condizioni per poter sperare in una terapia di successo per quelle che sinora sono state traumi irreversibili (come appunto la paraplegia e la tetraplegia ma anche altre malattie degenerative del midollo spinale), ci sono tutte.

Questa è la pubblicazione dello studio in lingua inglese Human neuroepithelial stem cell regional specificity enables spinal cord repair through a relay circuit..

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