Un nuovo metodo per produrre neuroni potrebbe portare alla cura del Parkinson

Un nuovo metodo per sintetizzare i neuroni che producono dopamina, il tipo predominante di cellula cerebrale distrutta nel Parkinson, offre speranza per la creazione di terapie sostitutive cellulari che invertono il danno.

Rinnovare il cervello: Le cellule umane produttrici di dopamina (contrassegnate in rosso e verde) sopravvivono e funzionano quando trapiantate nel cervello di ratti con danni cerebrali simili al morbo di Parkinson.

Il metodo fornisce un modo efficiente per creare cellule funzionali. Quando sono state trapiantate in topi e ratti con danni cerebrali e problemi di movimento simili al Parkinson, le cellule si sono integrate nel cervello e hanno funzionato normalmente, invertendo i problemi motori degli animali.

La scoperta avvicina i ricercatori alla sperimentazione di una terapia derivata da cellule staminali in pazienti con questo disturbo. Finalmente abbiamo una cellula che sembra sopravvivere e funzionare e una fonte cellulare che possiamo facilmente ampliare, dice Lorenz Studer , ricercatore presso lo Sloan Kettering Institute e autore senior del nuovo studio. Ciò ci rende ottimisti sul fatto che questo potrebbe essere potenzialmente utilizzato nei pazienti in futuro.

La ricerca mette in evidenza anche le sfide della generazione di cellule per la terapia sostitutiva dei tessuti, mostrando che sottili differenze nel modo in cui le cellule sono fatte possono avere un enorme impatto sul modo in cui funzionano una volta impiantate.

Molti dei sintomi della malattia di Parkinson, che includono tremore, rigidità muscolare e perdita di equilibrio, sono legati alla perdita di dopamina nel cervello. Sebbene esistano farmaci per sostituire parte della sostanza chimica persa, non alleviano tutti i sintomi e possono perdere la loro efficacia nel tempo. Gli scienziati sperano che la sostituzione delle cellule perse con quelle nuove fornirà una soluzione più completa ea lungo termine.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno iniziato con cellule staminali embrionali umane, che per definizione possono differenziarsi in qualsiasi tipo di cellula. Per creare un tipo specifico di cellula in numero elevato, gli scienziati espongono le cellule staminali a un cocktail di sostanze chimiche che imitano ciò che sperimenterebbero durante il normale sviluppo.

Mentre i ricercatori sulle cellule staminali erano stati precedentemente in grado di creare neuroni che producono dopamina da cellule staminali umane, queste cellule hanno fatto poco per alleviare i problemi di movimento negli animali progettati per imitare i sintomi del Parkinson. Nel 2009, Studer e altri hanno sviluppato un metodo per creare le cellule che imita più da vicino il modo in cui si formano durante lo sviluppo. Le cellule risultanti trasportano anche più marcatori molecolari che caratterizzano le cellule produttrici di dopamina nel cervello.

Nella nuova ricerca, pubblicata domenica sulla rivista Natura , il team di Studer ha trovato un modo per rendere queste cellule ancora più efficienti. Questo è significativo in termini di test finale della terapia sugli esseri umani; molti metodi per creare tipi specifici di cellule sono complessi e producono piccole quantità del prodotto desiderato.

Potrebbero aumentare il processo per produrre materiale sufficiente da trapiantare nelle scimmie, i cui cervelli più grandi sono più simili a quelli umani rispetto ad altri animali utilizzati nei test.

Inoltre, i ricercatori hanno dimostrato che i trapianti delle cellule potrebbero correggere i problemi simili al Parkinson nei topi e nei ratti. Tre diversi test della funzione motoria sono tutti migliorati notevolmente quando si inseriscono le cellule, afferma Studer.

Mentre le due scimmie nello studio avevano anche danni cerebrali che ricordano il Parkinson, non è passato abbastanza tempo per determinare se i trapianti saranno d'aiuto, dice Studer. Ci sono voluti cinque mesi dopo il trapianto perché le cellule avessero un effetto visibile nei roditori.

I risultati dimostrano le sfide dello sviluppo di trattamenti basati su cellule viventi. In precedenza, penso, molte persone pensavano alla terapia cellulare [per il Parkinson] come a una pompa biologica che produce dopamina, afferma Ole Isacson , neuroscienziato della Harvard Medical School. Ma in realtà richiede una sostituzione molto specifica delle cellule nervose. A meno che tu non disponga di un protocollo di differenziazione specifico, non otterrai il recupero funzionale nei modelli di roditori. Isacson non è stato coinvolto nella ricerca ma ha collaborato con Studer su altri progetti.

I ricercatori hanno utilizzato principalmente cellule staminali embrionali in questi esperimenti, perché il tessuto derivato da queste cellule viene già utilizzato negli studi sull'uomo per il trattamento delle lesioni del midollo spinale e di alcuni tipi di cecità. Hanno anche dimostrato che il protocollo funziona su cellule staminali pluripotenti indotte (iPS), che sono derivate da cellule adulte che vengono riportate a uno stato embrionale utilizzando una combinazione di fattori genetici o chimici. Le cellule iPS sono geneticamente abbinate al donatore di cellule e potrebbero in definitiva fornire una fonte preferibile di tessuto per la terapia. Tuttavia, queste cellule sono più lontane dai test umani perché sono molto meno studiate delle cellule embrionali.

Il team di Studer ora prevede di realizzare le cellule su scala ancora più ampia in una struttura che soddisfi le condizioni stabilite dalla Food and Drug Administration statunitense per le terapie umane. Dobbiamo essere in grado di produrre abbastanza cellule per innestare 100 pazienti, afferma Studer. Prevede che ci vorranno un anno o due, seguiti da approfonditi test di sicurezza per assicurarsi che le cellule differenziate non si comportino in modi inaspettati una volta impiantate.

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