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La ricostituzione del sistema sanguigno nell’uomo ha un grande potenziale terapeutico per il trattamento di molti disturbi, come i tumori del sangue, l’anemia falciforme e altri. La riuscita della ricostituzione del sistema sanguigno richiede il trapianto e l’attecchimento di cellule staminali ematopoietiche (o di sangue) (HSC), che dopo aver raggiunto la loro nicchia, iniziano a produrre tutti i tipi di cellule del sangue, comprese piastrine, globuli bianchi e rossi.
Nella pratica clinica attuale, ciò viene effettuato infondendo HSC ottenute da un donatore che è immunologicamente compatibile con il paziente bisognoso (trapianto allogenico) o mediante l’espansione delle HSC del paziente in laboratorio e quindi reinfondendole di nuovo nel paziente ( trapianto autologo). Tuttavia, l’utilità di entrambe le rotte è attualmente limitata da una serie di fattori. In primo luogo, nel caso del trapianto allogenico, la scarsità di donatori compatibili aumenta significativamente il tempo di attesa, il che potrebbe essere dannoso per il paziente. In secondo luogo, l’espansione ex vivo delle HSC, allogenici o autologhi, è stata un compito impegnativo a causa del limitato potenziale proliferativo che queste cellule presentano in coltura.
Queste limitazioni hanno sollevato la necessità di altre fonti di HSC per alleviare la necessità di donatori abbinati e produrre HSC funzionali in grandi quantità.
Vedi anche, Anemia falciforme, un’era di scoperte terapeutiche
Nel 2007, il Professor Shinya Yamanaka e colleghi hanno dimostrato che le cellule somatiche come i fibroblasti della pelle, potrebbero essere riprogrammate a uno stato cellulare che assomigliava alle cellule staminali embrionali umane (hESC) che sono un gruppo di cellule presenti nell’embrione umano in fase di blastocisti e contribuiscono esclusivamente allo sviluppo del feto umano durante la gravidanza. Le cellule riprogrammate sono state chiamate cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC). Oltre al loro potenziale di sviluppo, le ESC umane e le cellule iPS mostrano un potenziale proliferativo illimitato in coltura, il che le rende una fonte ideale di cellule per la medicina rigenerativa in generale e per la differenziazione ematopoietica per ottenere quantità illimitate di HSC. Pertanto, c’è stato un crescente interesse a sfruttare il potenziale di queste cellule per il trattamento dei disturbi del sangue.
Tuttavia, il progresso nel derivare HSC funzionali da cellule staminali pluripotenti umane è stato lento. Ciò è stato attribuito alla comprensione incompleta dei meccanismi molecolari alla base dell’ematopoiesi normale. In questa recensione, gli autori discutono degli ultimi sforzi per generare HSC in grado di attecchire a lungo termine e della ricostituzione del sistema sanguigno da cellule staminali pluripotenti umane. La ricerca sulle cellule staminali ha visto risultati importanti in questo settore negli ultimi due anni.
Gli autori discutono inoltre di due importanti famiglie di fattori di trascrizione nel contesto dell’ematopoiesi e della differenziazione ematopoietica, l’Homeobox (HOX) e le proteine GATA. Questi fattori di trascrizione sono pensati come regolatori principali, nel senso che hanno numerosi obiettivi trascrizionali e che all’attivazione potrebbero provocare cambiamenti significativi nell’identità cellulare.
Gli autori ipotizzano che un preciso controllo temporale dei livelli di alcuni membri di queste famiglie durante la differenziazione ematopoietica potrebbe produrre HSC funzionali in grado di attecchire a lungo termine.
Gli autori concludono la recensione con un riassunto delle prospettive future, in cui discutono di come le tecniche recentemente sviluppate, come il sistema di controllo dell’espressione genica disattivato-Cas9 (dCas9), possano essere utilizzate nel corso della differenziazione ematopoietica delle cellule staminali pluripotenti per il controllo temporale dei suddetti regolatori master per ottenere HSC funzionali.
