Sviluppate staminali retiniche in una struttura 3D

Ricercatori giapponesi hanno riprodotto in laboratorio i primi stadi di formazione del bulbo oculare partendo da cellule embrionali di topo

Referenza originali: "Self-organizing optic-cup morphogenesis in three-dimensional culture", Mototsugu Eiraku, Nozomu Takata, Hiroki Ishibashi, Masako Kawada, Eriko Sakakura,Satoru Okuda, Kiyotoshi Sekiguchi, Taiji Adachi & Yoshiki Sasai, Nature, Volume 472, Pages: 51–56, 7 April 2011, doi:10.1038/nature09941

Notizia pubblicata il 7 aprile 2011. Ultima modifica: 5 maggio.
Fonte: Nature



Una struttura simile alla retina di un embrione di topo è stata sviluppata partendo da cellule staminali. Sono riusciti a ottenerla ricercatori giapponesi dell’Istituto Riken a Kobe. Per ora, tuttavia, la sua funzionalità non è stata dimostrata. L’obiettivo a lungo termine dei ricercatori è quello di creare in laboratorio un occhio vero e proprio da cui prelevare il tessuto retinico.

I ricercatori giapponesi hanno dimostrato che anche in vitro si attua il programma genetico contenuto nelle staminali embrionali murine, consentendo loro di strutturarsi progressivamente mediante una serie di meccanismi regolatori propri della formazione del bulbo oculare. Le staminali, infatti, sono come i componenti di una grande orchestra che, quando suona bene, dà luogo a una bella sinfonia. Analogamente la generazione di un organo completo richiede – si legge nel sito di Nature – “l’orchestrazione di tante interazioni cellulari per ingenerare comportamenti cellulari collettivi che servono a modellare i tessuti che si sviluppano”.
“Questo approccio – aggiunge Nature, che ha dedicato la copertina alla scoperta – potrebbe avere importanti applicazioni per la terapia basata su staminali per la riparazione della retina”. Un tessuto retinico realizzato in laboratorio “potrebbe aprire la strada a trattamenti per le malattie oculari umane, incluse alcune forme di cecità” (in particolare per l'impiego di cellule che potenzialmente potrebbero essere sfruttate per 'riparare' la retina danneggiata).


















Esistono quattro tipi differenti di cellule staminali:
a) totipotenti, che possono diventare qualunque cellula dell’organismo (muscolare, nervosa, ecc.);
b) pluripotenti: si possono evolvere in molti tipi di cellule, ma non in tutte;
c) multipotenti: si specializzano solo in certi tipi di cellule;
d) unipotenti: generano solo un certo tipo di cellula (ad esempio della cornea, del fegato, ecc.).
cellulestaminali embrionali

Le staminali sono poi dette somatiche (impropriamente “adulte”: non sono ancora specializzate – sono multipotenti – e si trovano, in genere, tra le cellule specializzate di un tessuto specifico) ed embrionali (primi stadi dello sviluppo dopo la fecondazione).
I tre tipi di strati embrionali originati dalle staminali sono: l’ectoderma, il mesoderma e l’endoderma. L’ectoderma dà origine al cervello, ai nervi della spina dorsale, alle cellule nervose, ma anche a capelli, pelle, denti nonché le cellule sensoriali dell’occhio, dell’orecchio e del naso, della bocca, ecc. Il mesoderma dà origine a muscoli, sangue, vasi sanguigni e tessuti connettivi, nonché al cuore. Infine, l’endoderma dà origine al pancreas, allo stomaco, al fegato, a cui vanno aggiunti i polmoni e le cellule germinali (ovuli e spermatozoi).


Il limbus è la regione dell'occhio in cui l'epitelio che riveste la superficie corneale si continua con quello della congiuntiva.



Nella foto a destra il riquadro nero rappresenta una parte del limbus, che in realtà si estende per 360° intorno alla cornea.
L'importanza di questa struttura deriva dal fatto che in essa sono localizzate le cellule staminali dell'epitelio corneale, ovvero le cellule che per tutta la vita prolifereranno e permetteranno all'epitelio corneale di rinnovarsi.
L'unica soluzione possibile è rappresentata dal trapianto
di limbus e delle cellule staminali in esso contenute .
Il limbus proviene da un donatore oppure, qualora l'occhio controlaterale sia sano ed il deficit sia parziale, dall'occhio
controlaterale.

CELLULE STAMINALI RETINICHE
Agenzia internazionale per la prevenzione della cecità-IAPB Italia onlus.

Anche la retina è dotata di cellule staminali: ricerche approfondite hanno permesso di localizzare queste cellule nella regione più
periferica della retina stessa. Infatti, si trovano nella pars plana e nella pars plicata, dove sono presenti in una percentuale di circa una cellula ogni 500. Inoltre le staminali della retina sono state individuate già a partire dai primi mesi dalla nascita fino a 60-70 anni. Ancora oggi il loro campo di applicazione è ampiamente sperimentale, ma sono in corso studi importanti: si sta tentando di rigenerare i fotorecettori retinici danneggiati attraverso l’impianto di staminali; tuttavia la complessità della struttura retinica e dei meccanismi deputati alla visione sono un ostacolo non semplice da superare. La speranza è che, almeno in futuro, possano essere utilizzate per curare una serie di malattie degenerative che, allo stato attuale, costituiscono una delle principali cause della cecità (retinite pigmentosa ed altre malattie genetiche, degenerazione maculare legata all'età, ecc). Grandi speranze sono date, nel caso di malattie genetiche di tipo degenerativo, dall'uso combinato della terapia genica (iniezione del gene corretto sotto alla retina) e dall'uso delle staminali (ad esempio di quelle riprogrammate, ammesso che il loro sviluppo sia stato correttamente guidato sino ad ottenere cellule retiniche).
La superficie oculare è rivestita da due diversi epiteli: l’epitelio corneale e l’epitelio congiuntivale, che si rinnovano costantemente attraverso la proliferazione e il differenziamento delle rispettive cellule staminali. Le cellule staminali sono cellule immature non specializzate capaci di dare origine a specifici tipi di tessuto (cellule uni o pluripotenti) o addirittura a qualsiasi tipo di tessuto (cellule totipotenti). Le cellule staminali della superficie oculare sono localizzate nella porzione basale del limbus della cornea, in specifiche invaginazioni chiamate “Palisade di Vogt” (Fig. 1a,1b) per l’epitelio corneale e nelle zone fornicale e bulbare per la congiuntiva. Queste cellule hanno un’altissima capacità rigenerativa e sono in grado di produrre cellule epiteliali “figlie” (Fig.2), sia in risposta alle fisiologiche necessità di rinnovamento, sia in caso di insulti lesivi che richiedano una riparazione della superficie oculare. La perdita delle cellule staminali limbari, in seguito ad infezioni, causticazioni da acidi o alcali, ustioni corneali, malattie autoimmuni e genetiche (i.e. EEC Sindrome) provoca la “congiuntivalizzazione” della superficie corneale, con vascolarizzazione, infiammazione, ulcerazione, opacizzazione della cornea e conseguente perdita della vista (Fig.3). In condizione di deficit di cellule staminali il trapianto di cornea non è indicato perché il lembo andrà incontro a problemi epiteliali non appena si esaurirà l’epitelio del donatore. L’innesto di cellule staminali limbari autologhe può ricostruire permanentemente la superficie corneale di pazienti con completa distruzione del limbus.
Fig. 1a


Fig. 1b


Fig. 2


Fig. 3


Applicazione Clinica delle Cellule Staminali Epiteliali Corneali
Nel 2002 ha iniziato la sua attività il Centro Regionale di Ricerca sulle Cellule Staminali Epiteliali di Fondazione Banca degli Occhi del Veneto, in collaborazione con la Regione Veneto e l'Ulss 12 Veneziana; in circa sei anni di attività la “Cell-factory” ha raggiunto l’eccellenza nel panorama della ricerca internazionale sulla caratterizzazione delle cellule staminali epiteliali e sulla loro applicazione clinica in terapia cellulare e terapia genica, testimoniata dalle prestigiose pubblicazioni scientifiche in campo biomedico oltre che dagli oltre 200 pazienti trattati mediante innesto di epiteli corneali ottenuti per mezzo delle cellule staminali e distribuiti in strutture sanitarie sia pubbliche che private in tutta Italia. L’identificazione delle cellule staminali epiteliali e la possibilità di amplificarle in vitro, generando lembi autologhi epiteliali, ha aperto un nuovo orizzonte terapeutico nella medicina rigenerativa. Il team di ricerca e produzione clinica della “Cell factory” ha dimostrato la possibilità di ottenere, per mezzo delle cellule staminali, lembi di epitelio corneale in coltura, a partire da una piccola biopsia limbare (1 mm2) (Fig.4) del paziente e di reinnestarli sulla cornea del malato ottenendo una risoluzione della patologie corneale in oltre il 70% dei casi, consentendo il recupero della acuità visiva subito dopo il trapianto o come risultato della combinazione tra cheratoplastica perforante e trapianto di epitelio corneale autologo coltivato (Fig.5). L’impiego delle cellule staminali epiteliali e la loro applicazione clinica (in condizioni di perdita della capacità visiva dovuta a deficit di cellule staminali) rappresentano ormai una terapia consolidata su patologie fino a poco tempo fa incurabili (Fig.6,7)
Fig. 4


Fig. 5


Fig. 6


Fig. 7

Ricercatori di FBOV:
Di Iorio Enzo, Barbaro Vanessa, Ferrari Stefano






Staminali: Gb, trapiantate negli occhi per ritrovare la vista
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Roma, 21 mag. (Adnkronos Salute) - Eccezionale intervento in Gran Bretagna. Due persone hanno ricevuto un trapianto di cellule staminali negli occhi, all'interno di una sperimentazione clinica sulla lotta alla cecità. La tecnica usata è stata sviluppata dagli specialisti scozzesi contro la cecità corneale, e secondo i ricercatori, i due casi sono i primi del genere nel Regno Unito. Entrambi i pazienti trattati soffrono di cecità corneale; fino ad ora l'unica cura possibile era un trapianto di tessuto corneale da un donatore.
Illustrando la sperimentazione, i medici hanno spiegato che Sylvia Paton, da Edimburgo, è stata la prima a subire il trapianto. Dovranno passare diversi mesi prima che i medici possano dire fino a che punto la procedura ha funzionato. "Questo trattamento innovativo - commenta alla Bbc online il segretario alla Salute, Nicola Sturgeon - potrebbe ridare la vista e migliorare la vita di molti pazienti, ed è fondamentale che continuiamo a investire in progetti innovativi come questo. Sylvia è un esempio molto concreto di come la cecità corneale possa avere un impatto drammatico, e questo intervento potrebbe trasformare la sua vita".
Lo studio è finanziato dalla UK Stem Cell Foundation and Scottish Enterprise in collaborazione con lo Chief Scientist Office (CSO).

In Vaticano una tre giorni sulle cellule staminali



11 aprile 2013



La terapia cellulare rappresenta una delle più interessanti promesse di fornire soluzioni terapeutiche alle tante gravi patologie che ancora non hanno trovato risposta medica o che hanno trovato una risposta non adeguata. Le cellule staminali sono cellule in grado di differenziarsi in altri tipi di cellule del nostro organismo a seconda delle loro caratteristiche poiché ne esistono varie tipologie.

Quelle contenute nel nostro organismo non sono numerose e risiedono solamente in alcune aree del nostro corpo. Le più importanti si trovano nel cervello, nel midollo osseo, nello strato più profondo della pelle chiamato derma e in altre zone come i vasi sanguigni e la polpa dentaria. Altri tipi di cellule staminali in grado di differenziarsi in molte più cellule sono prelevabili da fonti diverse come il cordone ombelicale del neonato o il liquido amniotico che avvolge il feto durante la gestazione.

Lo studio più approfondito di queste cellule e la loro conservazione permetterà forse agli scienziati, in futuro, di curare, soprattutto grazie al trapianto, le malattie che colpiscono tutti gli esseri umani e non solo, forse potrebbero essere utilizzate anche per curare i bambini non ancora nati.
Tuttavia, data la complessità biologica delle cellule e delle loro interazioni con i sistemi viventi, deve ancora essere svolto molto lavoro di ricerca prima che vengano raggiunti risultati soddisfacenti di efficacia, abbinata alla massima protezione della salute dei pazienti che partecipano agli studi clinici.

Ma proprio per questo occorre incrementare la sperimentazione e monitorarla con attenzione: la tracciabilità donatore-paziente; la verifica dei risultati clinici; il monitoraggio dei processi, che devono essere davvero innovativi e qualificati.

Una questione su cui si confronteranno esperti di tutto il mondo dall'11 al 13 aprile a Roma, nell'ambito della Seconda Conferenza Internazionale sulla Medicina Rigenerativa, organizzata presso il Vaticano dal Concilio Pontificio Vaticano per la Cultura, la Fondazione “Stem for Life” e il “Science, Theology and Ontological Quest”.

Come specificato dal CEO della Celgene Cellular Therapeutics Dr Robert J. Hariri – tra i partecipanti alla Conferenza, “Vi sono ancora quesiti importanti cui rispondere circa la sicurezza delle cellule staminali embrionali, soprattutto in relazione al potenziale oncogenico di queste vere cellule staminali, capaci di una divisione cellulare illimitata. Uno dei vantaggi delle cellule progenitrici adulte, come PDAC (Human Placenta-Derived Adherent Cells) è che, mentre hanno sufficiente capacità di essere espanse per soddisfare l’economicità e l’efficienza della produzione, non sono “vere” cellule staminali e non sono capaci di una divisione cellulare illimitata. Finora, la sicurezza di queste cellule non ha destato preoccupazioni”

La Conferenza ha tra i suoi obiettivi principali quello di aprire un dialogo tra ricercatori, fisici, e decisori politici per indirizzare la ricerca medica verso lo sviluppo delle cellule staminali con lo scopo di alleviare e ridurre quanto più possibile le sofferenze umane e ampliare la consapevolezza delle nuove opportunità che si potrebbero sviluppare dall'uso delle cellule staminali, riducendo la percezione distorta che si ha in questo campo.

Durante il Convegno sarà dato un riconoscimento speciale a Sol J. Barer, in qualità di pioniere nello studio delle cellule staminali, con l’assegnazione del prestigioso Key Visionary Award. Alla guida di Celgene Corporation per oltre due decadi, Barer ha saputo fare investimenti chiave nello sviluppo di nuove tecnologie legate alle cellule staminali.

Nel campo delle cellule staminali, Celgene può essere considerata un'azienda molto attiva. Dal 2005 ha fatto ricerca sulle cellule staminali per la cura di terapie come cancro, malattie cardiovascolari e disordini neurodegenerativi.

Celgene Cellular Therapeutics (CCT) ha sviluppato una piattaforma di tecnologie basate sulle cellule umane di derivazione placentare, raccolte post-partum alla conclusione di una normale gravidanza a termine. Tramite queste tecnologie è stato possibile mettere a punto un prodotto, contraddistinto dalla sigla PDA001, costituito da una popolazione di cellule simil - mesenchimali, che può essere utilizzato nei Pazienti senza bisogno di accertarne l’istocompatibilità. Di conseguenza, in linea di principio, queste cellule possono essere somministrate a qualunque soggetto ne abbia la necessità.

Dopo una serie di studi farmacologici e di laboratorio, CCT sta studiando queste cellule nei soggetti umani negli Stati Uniti, avendone ottenuto l’ autorizzazione dalla FDA. È intenzione di CCT espandere gli studi attualmente in corso in USA anche all’Europa ed in particolare all’Italia.



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