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Stem Cells Project

Il trattamento della Spinal Cord Injury è stato affrontato, negli ultimi anni, con vari approcci farmacologici ed il nostro laboratorio ha recentemente dimostrato in modelli di roditori di lesione midollare che l’eritropoietina ed il metilprednisolone sono in grado di indurre un miglioramento morfofunzionale.

Da poco comunque molta attenzione è stata dedicata all’utilizzo di approcci cellulari per il trattamento della lesione midollare in modelli animali. Una terapia cellulare ottimale dovrebbe prevedere la sostituzione delle cellule nervose andate perdute nella zona di lesione e/o creare delle condizioni permissive per la rigenerazione del tessuto malato o danneggiato. I tipi cellulari più studiati per tale approccio sono stati le olfactory ensheathing cells, le cellule staminali del midollo spinale, le cellule staminali del midollo osseo, le cellule staminali derivate dal derma e le cellule staminali neurali.

Descrizione operativa del progetto
Il progetto si prefigge di studiare il processo differenziativo in senso neurale delle cellule di liquido amniotico, allo scopo di riuscire ad ottenere neuroni o ancor meglio precursori neurali. La ragione di ciò e spiegabile in virtù dei risultati ottenuti in questi ultimi anni in laboratorio che hanno chiaramente indicato che i precursori neurali (Neural Stem Cells) sono maggiormente in grado di altre cellule staminali quali le embrionali o quelle del liquido amniotico di indurre recupero motorio ed integrazione nel tessuto trapiantato. Si cercherà di indurre il differenziamento non tramite manipolazioni genetiche che prevedano l’inserimento nelle cellule di DNA esogeno di fattori di trascrizione, ma tramite l’aggiunta nel terreno di coltura di molecole in grado di modificare l’espressione genica delle cellule. Tutto questo in un ottica di trapianto, dato che qualsiasi modifica del DNA cellulare potenzialmente può scatenare una serie di eventi che potrebbero determinare l’insorgenza di tumori. Utilizzeremo le cellule del liquido amniotico AFCs a nostra disposizione. Sono state prodotte molte colture dai liquidi amniotici che ci sono stati forniti, ciascuna delle quali ha peculiari caratteristiche da un punto di vista di espressione genica.

Ci si propone quindi di utilizzare vari approcci sperimentali di induzione su alcune di queste nostre colture. Recentemente sono stati descritti approcci di questo tipo da vari autori e per differenti tipi di cellule. Per le cellule staminali embrionali ad esempio il gruppo di Studer, il quale ha prodotto cellule neurali partendo da cellule embrionali umane utilizzando una induzione tramite fattori solubili (come citochine ed inibitori di alcune vie intracellulari). Pur non esprimendo tutti i marcatori delle ES, le nostre AFCs hanno un profilo di espressione abbastanza simile. Ci proponiamo quindi di utilizzare l’approccio di Studer su di esse per verificarne la sua potenzialità Un altro approccio simile era stato portato a termine nel Laboratorio del Prof. Angelo Vescovi alcuni anni fa e prevedeva sempre partendo dalle cellule staminali embrionali murine, la formazione dei corpi embrioidi, il loro trattamento con acido retinoico ed la successiva neutralizzazione con terreni di coltura neurale contenenti EGF (epidermal growth factor) ed bFGF (basic fibroblast growth fator) che ha portato alla produzione di cellule staminali neurali molto simili a quelle neurali ma con un imprinting molto caudalizzato avevano cioè un aspetto tipico delle cellule staminali neurali del midollo spinale (Bottai e Zarovni risultati non pubblicati). Infine un ultimo tipo di approccio prevede l’utilizzo sempre di fattori solubili che possano stimolare la neutralizzazione. In particolare useremo le nostre cellule isolate al liquido amniotico da parti cesarei a termine e le indurremo inizialmente in presenza di acido retininoico che è un potente neuralizzatore e quindi completeremo l’induzione utilizzando terreni condizionati da vari tipi cellulari quali neurobalstomi e cellule staminali neurali. Le cellule ottenute con questi approcci saranno poi studiate per mezzo di analisi immunocitochimica, citofluorimetrica, molecolare, per la loro capacità di proliferazione, e tenteremo di confrontare queste nuove caratteristiche con quelle delle cellule di partenza.

Risultati attesi
Abbiamo già a disposizione varie colture di cellule del liquido amniotico con peculiarità di espressione che le distinguono. Utilizzando lo schema in questione descritto pensiamo si possa riuscire a fare uno screenning di numerose colture a nostra disposizione per verificare la loro potenzialità a neuralizzare e di studiarne i cambiamenti da un punto di vista morfologico e molecolare.