Verso una fonte migliore di cellule staminali neurali
Le NSC possono propagarsi in vitro e conservano la capacità di differenziarsi in cellule neuronali, astrociti e oligodendrociti. Tuttavia, la capacità delle NSC di produrre tipi neuronali rilevanti a livello clinico è molto limitata e si perde ulteriormente in modo graduale durante la coltura. Il progetto MODNEURDEVDIS (Self-renewal, fate potential and plasticity of human embryonic and induced pluripotent stem cell-derived neural stem cells), finanziato dall’UE, si è proposto l’obiettivo generale di individuare i requisiti di crescita e le vie di trasduzione del segnale delle NSC, al fine di ottimizzarne l’applicazione in terapie basate sulla sostituzione di cellule. Gli obiettivi principali consistevano nell’identificazione delle variazioni epigenetiche durante la coltura di NSC e lo sviluppo di nuove modalità per preservare l’identità delle NSC. I ricercatori hanno costituito una coltura neurale a lungo termine di NSC ricavate da SC embrionali umane, in funzione di piattaforma per il tracciamento dello sviluppo delle NSC. Hanno anche creato una linea di SC con marcatore genetico fluorescente, che ha agevolato l’identificazione delle NSC appena generate. Sono stati caratterizzati tipi distintivi di NSC lungo un periodo di 220 giorni di coltura. Ciascun tipo di NSC risultava diverso sotto il profilo morfologico, biochimico e per la rispettiva capacità di svilupparsi in regioni diverse della corteccia del sistema neurale. I ricercatori sono riusciti a isolare cellule neuroepiteliari iniziali (le primissime NSC), che possono dare origine a molte regioni cerebrali. È particolarmente degno di nota che, insieme, tali tipi di cellule sono state in grado di ricostituire le regioni che emergono durante l’intero sviluppo corticale. I partner hanno creato un database delle differenze epigenetiche tra tipi di NSC formanti la corteccia, cui ha fatto seguito una validazione mediante la tecnologia del knockdown. Tale attività ha prodotto un elenco conclusivo di geni specifici, attivati o repressi durante la generazione di specifici tipi di NSC. Per ottenere una validazione definitiva, gli scienziati si sono serviti di piccole molecole per attivare o spegnere successive vie di trasduzione del segnale. Questo ramo della ricerca ha consentito di raggiungere la tappa fondamentale più importante del progetto: lo sviluppo di un protocollo semplificato e solido di generazione di NSC corticali purificate rilevanti clinicamente, ricavate da SC embrionali umane. Il team ha verificato tale metodo su SC pluripotenti sia murine che umane, nonché in una molteplicità di schemi di differenziazione neurale. Soprattutto, le conclusioni sono state applicate a un metodo sviluppato recentemente di generazione di organoidi cerebrali, strutture autoassemblate tridimensionali che simulano gli aspetti fondamentali della corticogenesi, in condizioni di salute e malattia. Oltre a fornire importanti nozioni biologiche, la corretta definizione delle NSC sarà utile per creare modelli di sviluppo umano normale e descrivere la patogenesi delle malattie neurodegenerative. Sul lungo periodo, tali linee potrebbero servire anche a scoprire farmaci.
Parole chiave
Cellule staminali neurali, MODNEURDEVDIS, autorinnovamento, vie di trasduzione del segnale, epigenetico
