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Development of a proof of principle model for the therapeutical use of induced Pluripotent Stem (iPS) cells

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L’approccio della terapia genica alla fibrosi cistica

La fibrosi cistica (CF) rappresenta la principale causa genetica di morte nei bambini di carnagione bianca. Una combinazione di terapia genetica e cellulare apre nuove prospettive per una cura efficace.

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La CF è una malattia ereditaria determinata da mutazioni nel gene regolatore della conduttanza transmembrana della fibrosi cistica (CFTR), una proteina della membrana che regola il flusso di acqua e ioni cloruro. La CF, le cui prime manifestazioni compaiono nella prima infanzia, interessa i polmoni e, in un secondo momento, si estende ad altri organi. L’identificazione del gene che causa la CF consente di formulare un efficace protocollo di terapia genica per questa malattia a rischio di vita. Benché siano parecchie le mutazioni nel gene CFTR che possono contribuire alla malattia, la mutazione di F508 è la causa di oltre il 70% dei casi di CF nella popolazione europea. Il progetto GOODCELLS ha prodotto risultati davvero notevoli. Si era proposto l’ambizioso obiettivo di sviluppare una terapia efficiente per la CF utilizzando cellule staminali pluripotenti indotte (iPS) geneticamente modificate. Le cellule iPS possono essere generate in vitro direttamente da cellule adulte di un individuo e, pertanto, sono specifiche del paziente. Poiché le cellule iPS possono dare origine a qualsiasi altra cellula del corpo, detengono potenzialità enormi per la medicina rigenerativa. Nel corso del progetto GOODCELLS, si è riusciti a produrre le cellule iPS da cellule di pazienti affetti da F508 CF e da topi mutanti F508. Successivamente la mutazione di F508 nel gene CFTR è stata corretta nelle cellule iPS, mediante ricombinazione omologa e tecnologia di “piggyback” (sovrapposizione). Un allele CFTR corretto è stato validato tramite reazione a catena della polimerasi e sequenziamento. Dopo la caratterizzazione delle linee di cellule iPS riparate, è stato redatto un protocollo di differenziazione in vitro, che imitava il processo naturale di sviluppo embrionale del polmone e produceva cellule murine e umane intracutanee dell’intestino cefalico. Infine, per definire le condizioni necessarie per la rigenerazione del polmone, è stata eseguita una serie di esperimenti di trapianto di cellule sui topi. Le cellule murine differenziate portatrici del gene CFTR corretto sono state iniettate per endovena nei topi F508, mostrando un’evidente tendenza a stabilirsi nei polmoni. I risultati del progetto presentano importanti implicazioni scientifiche. Oltre ad affrontare la questione della terapia per la CF, l’approccio può essere applicato ad altre malattie ereditarie.

Parole chiave

Terapia genica, fibrosi cistica, regolatore della conduttanza transmembrana della fibrosi cistica, F508, staminale pluripotente indotta

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