Un gruppo di ricerca presso il Weill Cornell Medical College ha scoperto un modo per utilizzare le cellule dell’ amniocentesi della diagnostica prenatale, riprogrammandole in cellule endoteliali abbondanti e stabili, in grado di rigenerare i vasi sanguigni danneggiati e riparare organi danneggiati.
Il loro studio, pubblicato online il 18 ottobre sulla rivista Cella , dipinge il quadro di una terapia futura con il liquido amniotico raccolto da migliaia di procedure di amniocentesi ogni anno, durante metà gravidanza per esaminare i cromosomi fetali. Queste cellule, che non sono embrionali, sarebbero poi trattate con un trio di geni che le riprogramma rapidamente in miliardi di cellule endoteliali – le cellule che rivestono l’intero sistema circolatorio. Le nuove cellule endoteliali potrebbero essere congelate e utilizzate in pazienti che necessitano di riparazione dei vasi sanguigni attraverso una semplice iniezione.
Se dimostrata in studi futuri, questa nuova terapia potrebbe notevolmente migliorare il trattamento dei disturbi legati a danni del sistema vascolare, tra cui le malattie cardiache, ictus, malattie polmonari come l’enfisema, diabete e il trauma, secondo il ricercatore senior dello studio, il dottor Shahin Rafii, Arthur B. Belfer Professore di Medicina Genetica presso il Weill Cornell Medical College e co-direttore del suo Istituto Ansary.
“Attualmente, non esiste un trattamento definitivo per i pazienti con malattie vascolari, e il denominatore comune a tutti questi disturbi è la disfunzione dei vasi sanguigni, in particolare delle cellule endoteliali.” dice il Dott. Rafii, che è anche un Howard Hughes Medical Institute.
Ma queste cellule possono fare molto.Il Dr. Rafii ha recentemente condotto una serie di studi di trasformazione che mostrano che le cellule endoteliali dei vasi sanguigni possono produrre fattori di crescita che partecipano attivamente nella manutenzione di organi, riparazione e rigenerazione.
“Le cellule endoteliali coltivate potrebbero potenzialmente fornire una nuova terapia per molti pazienti”.
Il Dr. Rafii sostiene che questo studio creare un nuovo campo della medicina traslazionale vascolare. Egli stima sono necessari almeno quattro anni per il lavoro preclinico per ottenere l’approvazione della FDA e per avviare studi clinici per promuovere il potenziale delle cellule endoteliali riprogrammate per il trattamento dei disturbi vascolari.
Il gruppo di ricerca ha dimostrato nei topi, che le cellule endoteliali umane riprogrammate da cellule amniotiche possono essere innestate in un fegato danneggiato e formare vasi sanguigni stabili, normali e funzionali. “Abbiamo dimostrato che queste cellule endoteliali innestate hanno la capacità di produrre fattori di crescita unica, per promuovere la rigenerazione delle cellule del fegato,” dice il ricercatore principale dello studio, il Dr. Michael Ginsberg, un socio anziano post-dottorato nel laboratorio del Dr. Rafii.
“La novità di questa tecnica è che a partire da 100.000 cellule amniotiche – una piccola quantità – sono cresciute più di sei miliardi di nuove cellule endoteliali autentiche, nel giro di poche settimane,” il Dott. Ginsberg dice. “E quando abbiamo iniettato queste cellule nei topi, una notevole quantità di innestato si è trasformata in vasi rigenerati. Era straordinario vedere come queste cellule si sono messe subito al lavoro per costruire nuovi vasi sanguigni nel fegato, oltre a produrre fattori di crescita giusti che potrebbero potenzialmente rigenerarsi e riparare gli organi danneggiati. ”
Ad oggi, ci sono stati molti tentativi falliti di produrre clinicamente cellule endoteliali. L’isolamento di cellule endoteliali da organi adulti in modo che possano essere coltivate in laboratorio non è efficiente. Altri esperimenti hanno mostrato che prototipi di cellule staminali pluripotenti, come le cellule staminali embrionali, che hanno il potenziale di diventare qualsiasi cellula del corpo, producono cellule endoteliali, ma spesso crescono male e se non pienamente differenziate potrebbe potenzialmente causare il cancro. Pertanto , il team del Dott. Rafii ha cercato una nuova fonte di cellule che potrebbero trasformarsi in una vasta offerta di stabili cellule endoteliali. I ricercatori hanno sondato le cellule umane derivate dal liquido amniotico, che alcuni studi avevano suggerito avere il potenziale per diventare diversi tipi di cellule differenziate se stimolati nel modo giusto, ma che nessuno aveva ancora identificato.
Nei primi esperimenti con queste cellule, tre anni fa il Dottor Ginsberg ha utilizzato cellule prelevate da un’ amniocentesi a 16 settimane di gestazione ed ha scoperto che le cellule amniotiche sono i “riccioli d’oro” di programmazione cellulare. “Non sono instabili come le cellule endoteliali derivate da cellule embrionali o testarde come quelle prodotte dalla riprogrammazione delle cellule adulte differenziate,” ha affermato Ginsberg ” Al contrario le cellule amniotiche forniscono le condizioni del cosiddetto “Principio di Goldilocks” – per la produzione di cellule endoteliali”.
Per portare avanti questa scoperta, i ricercatori hanno cercato i geni che utilizzano le cellule staminali embrionali per differenziarsi in cellule endoteliali. In seguito il team ha identificato tre geni che sono espressi durante lo sviluppo vascolare e che sono tutti membri della E-26 (ETS), famiglia di fattori di trascrizione, noti per regolare la differenziazione cellulare in particolare la formazione di vasi sanguigni.
Hanno usato il trasferimento di tecnologia genetica per inserire i tre geni in cellule amniotiche mature. Sorprendentemente, il 20 per cento delle cellule amniotiche potrebbero efficacemente essere riprogrammate in cellule endoteliali.
Questi fattori di trascrizione non causano il cancro, e le cellule endoteliali riprogrammate da cellule amniotiche umane non sono cancerogene e potrebbe in futuro essere somministrate in pazienti, con un ampio margine di sicurezza.
I risultati suggeriscono che altri fattori di trascrizione possono essere usati per riprogrammare le cellule amniotiche in molte altre cellule tessuto-specifiche, come quelle che compongono i muscoli, il cervello, cellule delle isole pancreatiche e altre parti del corpo.
“Mentre il nostro lavoro si è concentrato principalmente sulla riprogrammazione delle cellule amniotiche in cellule endoteliali, supponiamo che attraverso l’utilizzo di altri fattori di trascrizione e le condizioni di crescita, il nostro gruppo e gli altri saranno in grado di riprogrammare le cellule amniotiche praticamente in ogni tipo di cellula, come epatociti nel fegato, nel muscolo cardiaco in cardiomiociti, i neuroni nel cervello e anche condrociti nella cartilagine, solo per citarne alcuni, ” con conclude il Dott. Ginsberg.
Il brevetto della scoperta è già stato depositato .
