Gli scienziati degli Istituti Gladstone hanno creato un tipo speciale di neuroni da cellule staminali umane che potrebbero riparare le lesioni del midollo spinale. Queste cellule, chiamate interneuroni V2a, trasmettono segnali nel midollo spinale per il controllo del movimento. Quando i ricercatori hanno trapiantato le cellule nel midollo spinale di topo, gli interneuroni sono cresciuti e si sono integrati con le cellule esistenti.
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Gli interneuroni V2A trasmettono segnali dal cervello al midollo spinale dove infine si connettono con i neuroni motori che si proiettano verso braccia e gambe. Gli interneuroni coprono lunghe distanze, proiettandosi su e giù per il midollo spinale per avviare e coordinare il movimento muscolare, così come la respirazione. Danni agli interneuroni V2a possono recidere le connessioni tra il cervello e gli arti contribuendo alla paralisi dopo le lesioni del midollo spinale.
“Gli interneuroni possono ripristinare le funzioni del midollo spinale dopo una lesione e questo li rende un bersaglio terapeutico promettente”, ha detto l’autore senior dello studio,Todd McDevitt, un ricercatore senior degli Istituti Gladstone. “Il nostro obiettivo è quello di ricollegare il circuito compromesso dalla lesione sostituendo gli interneuroni danneggiati per creare nuovi percorsi per la trasmissione del segnale intorno al luogo della lesione”.
Diversi studi clinici stanno testando terapie di sostituzione cellulare per il trattamento delle lesioni del midollo spinale. La maggior parte di questi studi coinvolgono cellule staminali neurali derivate da cellule progenitrici che possono trasformarsi in diversi tipi di cellule del cervello o del midollo spinale o cellule staminali oligodendrociti che creano le guaine mieliniche che isolano e proteggono le cellule nervose. Tuttavia, questi approcci non sono in grado di produrre in modo affidabile i tipi specifici di neuroni del midollo spinale per adulti, come gli interneuroni V2a, che si proiettano verso lunghe distanze per ricostruire il midollo spinale.
Nel corso dello studio, pubblicato negli Atti della National Academy of Sciences, i ricercatori hanno prodotto interneuroni V2a da cellule staminali umane, per la prima volta. Regolando la quantità di tre dei prodotti chimici utilizzati, gli scienziati hanno raffinato la loro ricetta per creare grandi quantità di interneuroni V2a da cellule staminali.
“La nostra sfida principale era quella di trovare il giusto tempismo e la giusta concentrazione delle molecole di segnalazione che portano allo sviluppo degli interneuroni V2a al posto di altri tipi di cellule neuronali, come i neuroni motori”, ha detto il primo autore della ricerca, Jessica Butts, del laboratorio McDevitt. “Abbiamo utilizzato la nostra conoscenza del modo in cui il midollo spinale si sviluppa, per identificare la giusta combinazione di prodotti chimici e per migliorare la nostra procedura al fine di ottenere la più alta concentrazione di interneuroni V2a”.
Lavorando in collaborazione con Linda Noble, dell’Università della California(UCSF), gli scienziati hanno trapiantato gli interneuroni V2a nel midollo spinale di topi sani. Nel nuovo ambiente, le cellule sono maturate opportunamente e si sono integrate con le esistenti cellule del midollo spinale.
“Siamo stati molto incoraggiati nel vedere che le cellule trapiantate hanno raggiunto lunghe distanze in entrambe le direzioni del midollo spinale, una caratteristica chiave degli interneuroni V2A e che hanno iniziato a connettersi con i neuroni ospitanti”, ha detto il co-autore Dylan McCreedy, uno studioso postdottorato a Gladstone.
ll prossimo passo è quello di trapiantare gli interneuroni V2a nei topi con lesioni del midollo spinale per verificare se possono aiutare a ripristinare il movimento dopo il verificarsi dei danni. I ricercatori sono anche interessati a esplorare il ruolo potenziale di queste cellule in modelli neurodegenerativi di disturbi del movimento come la sclerosi laterale amiotrofica.
Fonte: PNAS
