Cellule staminali: novità importanti per lo studio del Parkinson

Hanno trovato un metodo per rimuovere i geni potenzialmente cancerogeni e riprogrammato cellule umane della pelle prelevate da pazienti malati di Parkinson portandole allo stadio di cellule staminali embrionali. A riuscire in questa straordinaria impresa sono stati i ricercatori del Whitehead Institute di Cambridge, Massachusetts, la cui ricerca è pubblicata il 6 marzo sulla prestigiosa rivista Cell. Gli scienziati hanno poi utilizzato le cosiddette cellule staminali pluripotenti indotte (iPS) per creare neuroni che producono dopamina, proprio il tipo di cellule che degenera nei pazienti affetti da morbo di Parkinson.
Per riprogrammare cellule mature e farle diventare iPS bisogna inserire geni che possono causare la formazione di tumori all’interno del DNA delle cellule. Con il metodo messo a punto, che elimina questi geni a cose fatte, le cellule staminali pluripotenti indotte sono virtualmente identiche al Dna delle cellule adulte originarie e possono essere poi fatte maturare in qualunque tipo di cellula.
E’ la prima volta che i ricercatori sono in grado di produrre iPS umane che mantengono le proprietà delle staminali embrionali anche dopo la rimozione dei geni di riprogrammazione. Dall’agosto del 2006 i ricercatori hanno cominciato a riprogrammare le cellule adulte in cellule iPS usando dei virus per trasferire quattro geni (Oct4, SOx2, c-Myc e Klf4) nel Dna delle cellule. Questi geni, necessari per far regredire le cellule adulte a uno stadio paragonabile a quello delle staminali embrionali, con tutti i benefici che ne conseguono in termini di rigenerazione dei tessuti, avevano anche il potenziale per causare il cancro, in particolar modo il noto oncogene c-Myc. Inoltre questi quattro geni interagiscono con circa 3000 altri geni all’interno della cellula, e possono perciò cambiare il funzionamento della cellula stessa.
Proprio a causa di questa complessa interazione, eliminare i quattro geni una volta riprogrammata la cellula poteva causare alterazioni involontarie e limitare le possibilità di applicazione delle staminali indotte per uso terapeutico o a fini di studio.
Come sono riusciti allora i ricercatori del Whitehead Institute a rimuovere questi geni a riprogrammazione avvenuta, ovvero a toglierli di mezzo una volta che hanno svolto con successo il loro compito, evitando quelle alterazioni?
Hanno usato i virus per trasferire i quattro geni preposti alla riprogrammazione e anche un gene che codifica per l’enzima Cre nelle cellule della pelle prelevate da pazienti affetti da Parkinson. I quattro geni sono stati ingabbiati da piccole sequenze di DNA chiamate loxP, che sono riconosciute dall’enzima Cre.
Una volta riprogrammate con successo le cellule trasformate in staminali pluripotenti indotte (iPS), i ricercatori hanno introdotto l’enzima Cre che ha rimosso il Dna contenuto tra i due frammenti loxP, cancellando di fatto i geni riprogrammatori dalle cellule staminali ottenute.
Sgombrato il campo dai geni pericolosi, i ricercatori hanno potuto portare a termine la seconda fare dell’esperimento: ovvero trasformare le cellule ottenute in neuroni in grado di produrre dopamina, proprio il tipo di cellule che nel cervello dei malati di Parkinson muoiono o vanno fuori uso causano i noti tremori e i problemi di equilibrio.
Poiché le cellule risiedono nel cervello del paziente, sono difficilmente accessibili per lo studio sulla progressione della malattia a livello cellulare, per capire cosa le uccide o cosa al contrario potrebbe prevenire il danno cellulare. Per questo studiare i neuroni creati partendo dalle cellule del paziente stesso in laboratorio può rappresentare un enorme vantaggio per i ricercatori.
“Il prossimo passo”, commenta Rudolf Jaenisch, membro dell’equipe che ha realizzato la ricerca nonché professore di biologia al Mit di Boston, “è usare le cellule così ottenute come modelli della malattia, e questo rappresenta una vera sfida. Penso che ci sia ancora moltissimo lavoro da fare”.