Un team di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha messo a punto una tecnica che promette di trasformare radicalmente l’approccio al trattamento delle lesioni cerebrali e del midollo spinale. Essa consente di convertire direttamente le cellule cutanee in neuroni, evitando la fase intermedia delle cellule staminali pluripotenti indotte e rendendo il processo molto più rapido ed efficiente. Questo nuovo metodo aperto la strada a strategie terapeutiche potenzialmente più accessibili e meno costose rispetto agli approcci tradizionali basati sugli iPSC.
Le iPSC, o cellule staminali pluripotenti indotte, sono un tipo di cellule ottenute in laboratorio a partire da cellule adulte specializzate (per esempio cellule della pelle). Grazie all’introduzione di particolari “fattori di riprogrammazione” — un cocktail di geni noti come fattori di Yamanaka — queste cellule adulte perdono le loro caratteristiche differenziate e tornano a uno stato simile a quello delle cellule staminali embrionali. In questo stato “pluripotente” possono poi essere indotte a trasformarsi in molti altri tipi di cellule (neuroni, cardiomiociti, cellule del fegato e così via) mantenendo però il patrimonio genetico del donatore.
La scoperta delle iPSC, avvenuta nel 2006 nel laboratorio di Shinya Yamanaka, ha segnato una svolta nella biologia rigenerativa perché permette di ottenere cellule con potenzialità ampie senza ricorrere agli embrioni. Ciò apre grandi prospettive per la medicina personalizzata (creazione di tessuti compatibili con il paziente), lo studio in vitro di malattie genetiche e lo screening di nuovi farmaci, riducendo al contempo problematiche etiche e immunologiche legate all’uso di cellule embrionali.
I ricercatori del MIT hanno ideato un protocollo che sfrutta soltanto tre fattori di trascrizione, a cui vengono affiancati due geni supplementari che favoriscono la proliferazione cellulare. Applicando questo schema alle cellule della pelle di topo, sono riusciti a generare oltre dieci neuroni a partire da una singola cellula epidermica, un risultato che rappresenta un aumento di resa dell’1 100 % rispetto alle tecniche finora in uso. La sfida principale era garantire il rilascio coordinato di tutti i fattori genetici nelle giuste proporzioni: superato il problema dell’uso di vettori virali multipli, i ricercatori hanno combinato i tre fattori di trascrizione in un unico virus modificato, ottimizzandone così l’espressione e semplificando notevolmente l’intero iter.
Per potenziare ulteriormente l’efficacia, il gruppo ha impiegato un secondo vettore virale per introdurre i due geni responsabili di un’accelerata divisione cellulare. Le cellule sottoposte a questa fase di iper-proliferazione hanno dimostrato una maggiore predisposizione alla conversione, determinando un significativo aumento del numero di neuroni ottenuti. Dopo aver confrontato vari sistemi di rilascio, i ricercatori hanno individuato nei retrovirus i veicoli più adatti, mentre una riduzione della densità cellulare in coltura ha ulteriormente incrementato i tassi di conversione, consentendo di produrre grandi quantità di neuroni in appena quindici giorni.
Nonostante alcuni studi clinici utilizzino già neuroni derivati da iPSC per la cura della sclerosi laterale amiotrofica (SLA), la produzione di cellule nervose in quantità sufficienti e di elevata qualità resta un ostacolo. Il nuovo approccio di riprogrammazione diretta potrebbe offrire un’alternativa più efficiente, accelerando lo sviluppo di terapie cellulari per diverse patologie neurodegenerative.
I ricercatori hanno osservato che i risultati raggiunti lasciano aperta la possibilità che queste cellule riprogrammate possano diventare valide candidate per la sostituzione cellulare in contesti clinici, sottolineando il potenziale delle tecnologie di riprogrammazione nel guidare il futuro delle terapie rigenerative.
