Un nuovo approccio per il controllo del differenziamento e della funzione delle cellule staminali pluripotenti

Le cellule staminali pluripotenti rappresentano una sorgente pressoché illimitata di cellule che possono essere utilizzate in diverse applicazioni biotecnologiche, quali l'identificazione di potenziali nuovi farmaci e/o lo studio della loro tossicità, la generazione di modelli cellulari di malattia e la terapia cellulare rigenerativa. L'idea di utilizzare le cellule staminali per la terapia delle malattie neurodegenerative, come il morbo di Parkinson, nasce dalla dimostrazione che trapianti di tessuto isolato da mesencefalo ventrale fetale migliorano i sintomi della malattia, e riducono la somministrazione di L-DOPA in pazienti affetti da morbo di Parkinson. In questo contesto, si è accresciuto l'interesse della comunità scientifica per le cellule staminali pluripotenti quali alternativa al trapianto del tessuto fetale. Infatti, queste cellule possono essere coltivate ed espanse in vitro, e indotte a differenziare in neuroni dopaminergici, quelli che degenerano nei pazienti affetti da morbo di Parkinson. Nonostante le prospettive interessanti, esistono ancora diverse limitazioni all'utilizzo terapeutico di queste cellule, che richiede il superamento di diversi ostacoli. Fra gli obiettivi da raggiungere la necessità di: I) ottenere popolazioni omogenee di neuroni a partire da cellule staminali pluripotenti e II) migliorare la sicurezza del trapianto cellulare, eliminando la formazione dei tumori. Per raggiungere questi obiettivi, è fondamentale conoscere i meccanismi molecolari che regolano il differenziamento delle cellule staminali, per poterlo controllare e quindi indirizzare verso la formazione di neuroni dopaminergici. Cripto è un fattore chiave di questo processo. L'eliminazione del gene cripto, infatti, promuove il differenziamento neurale delle cellule staminali pluripotenti murine e diminuisce la formazione di tumori in seguito a trapianto di queste cellule in cervelli di ratti parkinsoniani, riducendo i sintomi della malattia. Cripto è una proteina extracellulare e come tale rappresenta un bersaglio terapeutico promettente, in quanto la sua attività può essere bloccata agendo dall'esterno della cellula e quindi in assenza di manipolazioni genetiche. In questo studio, riportiamo l'identificazione di un nuovo peptide sintetico (Cripto BP) e dimostriamo che questo è in grado di bloccare l'attività della proteina Cripto e promuovere il differenziamento neurale delle cellule staminali pluripotenti murine. Inoltre, le cellule staminali trattate con il peptide bloccante Cripto BP, se trapiantate nel cervello di ratti parkinsoniani, riducono i sintomi della malattia e la formazione dei tumori, mimando, quindi, l'effetto dell'ablazione genetica di Cripto. Questi risultati, suggeriscono che piccole molecole e/o peptidi possono essere utilizzati per incrementare il differenziamento neurale delle cellule staminali ed implementare il loro uso in approcci biotecnologici, quali l'identificazione di nuovi farmaci e la terapia.

Autori: Lonardo E., Parish C.L., Ponticelli S., Marasco D., Ribeiro D., Ruvo M., De Falco S., Arenas E., Minchiotti G.

Titolo: A small synthetic cripto blocking peptide improves neural induction, dopaminergic differentiation, and functional integration of mouse embryonic stem cells in a rat model of Parkinson's disease

Rivista: Stem Cells

Anno: 2010

Riferimenti bibliografici: (2010) Aug;28(8):1326-37