Esponendo le cellule della pelle ad una particolare combinazione di molecole di programmazione cellulare, gli scienziati sono riusciti a convertirle in cellule cerebrali che si comportano come cellule native.
Lo studio è inusuale perché, a differenza di molte tecniche di conversione cellulare, i thecell non sono tornati prima allo stadio di cellule staminali, ma si sono convertiti direttamente in cellule cerebrali, evitando così il rischio di produrre molti altri tipi di cellule.
E lo studio è unico, perché il team è riuscito a riprogrammare le skincells per diventare un particolare tipo di cellula cerebrale invece di una gamma di principi attivi.
Scrivendo sulla rivista, i ricercatori della Washington University of Medicine di St. Louis (WUSTL), MO, riportano come hanno usato una particolare combinazione di microRNA e fattori di trascrizione per riprogrammare le cellule della pelle in un particolare tipo di cellula cerebrale nota come neuroni medio-piccoli.
I neuroni spinosi medi che hanno prodotto – che sono sopravvissuti per almeno 6 mesi dopo l’iniezione nel cervello dei topi – sono importanti movimenti di controllo della forza e sono il tipo principale colpito dalla malattia di Huntington.
La malattia di Huntington è una malattia genetica ereditaria che causa movimenti involontari e un graduale declino delle capacità mentali. I pazienti con la malattia – che di solito inizia nella mezza età – possono vivere per 20 anni dopo i sintomi, anche se gradualmente peggiorano.
Le cellule convertite mostravano proprietà di cellule native
L’autore senior Dr. Andrew S. Yoo, assistente professore di developmentalbiology presso WUSTL, afferma che non solo le nuove cellule sopravvivono nel topo del mouse, ma hanno anche mostrato proprietà simili alle cellule native:
“Queste cellule sono note per estendere le proiezioni in alcune regioni del cervello. E abbiamo trovato le cellule trapiantate umane anche collegate a questi bersagli distanti nel cervello del topo. Questo è un punto di riferimento su questo articolo”.
Poiché hanno utilizzato cellule di pelle umana adulte nello studio – e non mousecell o cellule umane in uno stadio precedente di sviluppo – il team crede che il lavoro mostri il potenziale per l’utilizzo delle cellule proprie dei pazienti in emicrania rigenerativa. Questo è importante perché le terapie possono usare prontamente le condizioni e anche evitare il problema del rigetto immunitario.
Per il loro studio, il dottor Yoo e colleghi hanno coltivato le cellule della pelle in un ambiente che riproduce quello delle cellule cerebrali. Nel lavoro precedente, avevano già scoperto che le cellule di pelle espositiva a due piccole molecole di RNA chiamate miR-9 e miR-124 possono trasformare il minuscolo in diversi tipi di cellule cerebrali.
Sebbene stiano ancora cercando di capire esattamente cosa succede, il team ritiene che le due piccole molecole di RNA aprano le cellule di DNA insetticide che contengono istruzioni per la creazione di cellule cerebrali, consentendo l’attivazione dei geni specifici del loro sviluppo e della loro funzione.
Avendo dimostrato che l’esposizione a queste piccole molecole di RNA converte le skincelle in un mix di cellule cerebrali, il team ha iniziato a mettere a punto gli elementi chimici. Lo hanno fatto aggiungendo molecole chiamate fattori di trascrizione che già sapevano erano presenti nella parte del cervello in cui i neuroni medio-piccoli sono abbondanti.
I fattori di trascrizione guidano le cellule a diventare un tipo specifico
Il coautore Matheus B. Victor, uno studente laureato in neuroscienze, afferma di ritenere che le piccole molecole di RNA stiano “facendo il lifting” e:
“Stanno innescando le cellule della pelle per diventare neuroni, i fattori di trascrizione che aggiungiamo guidano le cellule della pelle a diventare un sottotipo specifico, in questo caso neuroni spinosi medi, pensiamo che potremmo produrre diversi tipi di neuroni cambiando diversi fattori di trascrizione”.
Il team ha anche dimostrato che quando le cellule della pelle sono esposte ai soli fattori di reticolazione, senza le piccole molecole di RNA, le cellule della pelle non si convertono con successo.
Il team ha anche effettuato test approfonditi per dimostrare che le nuove cellule cerebrali avevano le caratteristiche distintive dei neuroni spinosi medi nativi. Hanno espresso i geni giusti per il loro tipo specifico e non hanno espresso geni per altri tipi di neuroni.
E, quando trapiantati nel cervello dei topi, le cellule convertite guardavano come neuroni spinosi medi nativi e si comportavano come loro.
Il team sta ora utilizzando le cellule della pelle di pazienti con disagio di Huntington e li ha convertiti in neuroni spinosi medi usando il loro nuovo approccio. Il piano ha anche l’intenzione di iniettare le cellule nei topi con la malattia.
Lo studio è stato finanziato da vari enti, tra cui il National Institutes of Health (NIH).
