Gli scienziati convertono cellule epiteliali in cellule cardiache contrattili

Il Giornale Online
dallo SchwartzReport http://www.schwartzreport.net/ del 2 febbraio 2011

Traduzione a cura della redazione di coscienza.org – Erica Dellago

Fonte: Scripps Research Institute
NEWSWISE – Gli scienziati dello Scripps Research Institute hanno trasformato cellule epiteliali adulte direttamente in cellule cardiache contrattili in modo efficiente, bypassando il laborioso processo di generazione di cellule staminali embrionali. La potente piattaforma tecnologica generale potrebbe portare a nuove cure per una serie di malattie e di lesioni che riguardano la perdita o il danno di cellule, come le malattie cardiache, il morbo di Parkinson e il morbo di Alzheimer.

Lo studio è stato pubblicato il 30 Gennaio 2011, in un numero in anteprima online di Nature Cell Biology.

“Questo lavoro rappresenta un nuovo paradigma nella riprogrammazione delle cellule staminali”, ha detto Sheng Ding, Dottorato di Ricerca, Professore Associato dello Scripps Research, che ha condotto lo studio. “Speriamo aiuti a superare gli ostacoli legati alla sicurezza e quelli tecnici attualmente associati ad alcuni tipi di terapie con cellule staminali”.

Creare cellule staminali

Come il corpo umano si sviluppa, le cellule staminali di tipo embrionale si moltiplicano e si trasformano in diversi tipi di cellule mature attraverso un processo noto come differenziazione, producendo tutti i differenti tipi di cellule e tessuti del corpo. Superata la fase embrionale, tuttavia, il corpo umano ha capacità limitate di generare nuove cellule per sostituire quelle perse o danneggiate.
Quindi, gli scienziati hanno cercato di sviluppare metodi per “riprogrammare” le cellule umane adulte a tornare indietro a uno stato di tipo embrionale, o pluripotente, dal quale sono in grado di dividersi e poi trasformarsi in qualsiasi tipo di cellula del corpo.
Utilizzando queste tecniche, gli scienziati mirano a essere un giorno in grado di prendere le cellule del paziente, ad esempio le cellule epiteliali, trasformarle in cellule cardiache o cerebrali, e poi reinserirle nel paziente per riparare i tessuti danneggiati.
Nel 2006, gli scienziati giapponesi hanno riferito di poter riprogrammare le cellule epiteliali dei topi trasformandole in pluripotenti semplicemente inserendo una serie di quattro geni nelle cellule.

Anche se la tecnologia per produrre queste cellule – denominate cellule staminali pluripotenti indotte (iPS) – rappresenta un progresso significativo, ci sono alcuni ostacoli da superare prima di poterla adottare per le terapie.
“Ci vuole molto tempo per generare cellule iPS e poi differenziarle in tipologie di cellule funzionali tessuto-specifiche”, ha detto Ding, “ed è un processo complesso. E ciò che viene generato non rappresenta l’ideale”.
Nel dettaglio, gli scienziati hanno bisogno da due a quattro settimane per creare cellule iPS da cellule epiteliali e il processo non è ancora efficiente, con una sola cellula tra migliaia che si occupa dell’intera trasformazione. Inoltre, una volta ottenute le cellule iPS, gli scienziati devono passare attraverso la complessa procedura dell’indurre le cellule iPS a differenziarsi nei diversi tipi di cellule desiderate, processo che richiede da due a quattro ulteriori settimane.
In aggiunta, il processo di generazione di cellule mature da cellule iPS non è infallibile. Quando, per esempio, gli scienziati inducono cellule iPS a trasformarsi in cellule cardiache, le cellule ottenute sono un mix di cellule cardiache e alcune tenaci cellule iPS. Gli scienziati temono che dare queste nuove cellule cardiache (con le cellule pluripotenti rimanenti) ai pazienti potrebbe essere pericoloso. Quando le cellule pluripotenti vengono iniettate nei topi, causano crescite di tipo cancerogeno.
A causa di queste preoccupazioni, Ding e i suoi colleghi hanno deciso di provare a ottimizzare il processo bypassando completamente la fase iPS e passando direttamente da un tipo di cellula matura (cellula epiteliale) ad un’altra (cellula cardiaca).
Bypassare la fase delle cellule staminali

Il team ha introdotto gli stessi quattro geni inizialmente usati per trasformare le cellule iPS in cellule epiteliali fibroblastiche adulte, ma anziché lasciare i geni costantemente attivi nelle cellule per diverse settimane, hanno disattivato la loro attività dopo pochi giorni, molto prima che le cellule si fossero trasformate in cellule iPS. Una volta disattivati i geni, gli scienziati hanno lanciato un segnale alle cellule per farle diventare cellule cardiache.
“In 11 giorni, siamo riusciti a “scodellare” cellule cardiache contrattili partendo da cellule epiteliali”, ha detto Ding. “E’ stato fenomenale”.

Ding fa notare che il protocollo è differente in modo sostanziale da quanto fatto precedentemente da altri scienziati, e osserva che dare alle cellule un tipo di segnale diverso potrebbe trasformarle in cellule cerebrali o pancreatiche.
“E’ come lanciare un razzo”, ha detto. “Fino ad oggi, si pensava che prima bisognasse far atterrare il razzo sulla luna e poi da lì si potesse andare su altri pianeti. Ma qui dimostriamo che subito dopo il lancio è possibile riorientare il razzo verso un altro pianeta senza dover passare prima dalla luna. Si tratta di un paradigma totalmente nuovo”.
Insieme a una migliore comprensione della biologia di base delle cellule staminali, il passo successivo è modificare ulteriormente questa tecnica per eliminare la necessità di inserire i quattro geni che sono stati collegati allo sviluppo del cancro. Di conseguenza, molti scienziati, tra cui Ding, hanno lavorato a nuove tecniche di sviluppo di cellule iPS che escludono l'uso di questi geni. Cosa che si è dimostrata difficile. Ma con il nuovo protocollo, che bypassa la fase delle cellule iPS, questi geni sono necessari per un tempo molto più breve.
“Il procedimento per un periodo di tempo così breve è molto più facile da sostituire”, ha osservato Ding.

Insieme a Ding, gli autori del saggio “Conversione di fibroblasti di topo in cardiomiociti utilizzando una strategia di riprogrammazione diretta” sono Jem A. Efe, Simon Hilcove, Janghwan Kim, e Hongyan Zhou dello Scripps Research, e Kunfu Ouyang, Gang Wang, e Ju Chen dell’Università della California, San Diego.
La ricerca è stata finanziata da The Scripps Research Institute, dal California Institute for Regenerative Medicine, dal Fate Therapeutics, e dalla Esther B. O'Keeffe Foundation.

Informazioni su The Scripps Research Institute

Lo Scripps Research Institute è una delle organizzazioni no profit di ricerca biomedica indipendente più grandi al mondo, all'avanguardia nella scienza biomedica di base che cerca di comprendere i processi fondamentali della vita. Lo Scripps Research è riconosciuto a livello internazionale per le sue scoperte nel campo dell'immunologia, della biologia molecolare e cellulare, della chimica, delle neuroscienze, delle malattie autoimmuni, cardiovascolari e infettive, e dello sviluppo di vaccini sintetici. Istituzione evolutasi dalla Scripps Metabolic Clinic fondata dalla filantropa Ellen Browning Scripps nel 1924, lo Scripps Research impiega attualmente circa 3.000 scienziati, borsisti post-dottorato, tecnici scientifici e altro, dottorati di laurea di studenti universitari, e personale amministrativo e di supporto tecnico. Con sede principale a La Jolla, in California,
l'istituto comprende anche lo Scripps Florida, con ricercatori focalizzati sulla scienza biomedica di base, la scoperta di farmaci, e lo sviluppo tecnologico. Scripps Florida si trova a Jupiter, in Florida.
Per ulteriori informazioni, vedi www.scripps.edu

Fonte Immagine: http://www.3dham.com/microgallery/ http://en.wikipedia.org/wiki/Cardiac_muscle
Fonte: http://www.coscienza.org/_ArticoloDB1.asp?ID=1175

Gli scienziati convertono cellule epiteliali in cellule cardiache contrattili ultima modifica: 2011-02-15T16:50:32+00:00 da Richard
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