Collaborazione tra scienza e tecnologia per la differenziazione cellulare
Si ritiene che i processi responsabili degli eventi che hanno luogo nelle cellule staminali embrionali umane implichino la regolazione tramite fattori metabolici intrinseci ed extracellulari, tra cui ormoni e fattori di crescita. Un approfondimento della conoscenza dei meccanismi in gioco è possibile con l'uso combinato di varie tecnologie e metodologie, tra cui la spettroscopia a risonanza magnetica nucleare protonica ad alta risoluzione (1H-RMN), una tecnica potente e non invasiva che può contribuire alla caratterizzazione dei disturbi nelle sequenze metaboliche che avvengono durante gli eventi cellulari se abbinata ad altri metodi di modellazione statistica: questo approccio viene detto metabonomica. Con il progetto hESC metabonomics ("Elucidation of Stem Cell Fate and Cell-type Characterization by 1H-NMR-based Metabonomics"), si è tentato di colmare le lacune della conoscenza con questo approccio metabonomico basato sulla risonanza magnetica nucleare (RMN). Lo scopo generale era analizzare i cambiamenti metabolici correlati alla coltura di cellule staminali embrionali umane e alla differenziazione cellulare diretta. L'uso di due serie di campioni sierici in esperimenti con RMN monodimensionale e bidimensionale si è rivelato particolarmente utile; con lo studio è stato scoperto che i campioni sierici metabolici acquisiti tramite RMN da pazienti con leucemia linfocitica cronica possono essere utilizzati per una diagnosi rapida e precisa in pazienti affetti dalla malattia in forma acuta nella fase iniziale. Anche la creazione di profili metabolici ematici tramite RMN ha prodotto risultati positivi, che hanno semplificato la distinzione tra pazienti affetti da cirrosi e pazienti con encefalopatia epatica minima latente. Attualmente, quindi, i pazienti possono beneficiare di un trattamento tempestivo che migliora la qualità della vita e probabilmente anche gli esiti della malattia. La conduzione di studi di metabonomica delle cellule staminali embrionali umane con terreni di coltura, che possono indicare l'origine dei fattori proteici e metabolici, ha dimostrato che la metabonomica basata su risonanza magnetica nucleare fornisce un mezzo rapido e preciso per caratterizzare gli elementi che condizionano le cellule staminali embrionali umane. Questo risultato è utile ai ricercatori per sviluppare ambienti di coltura più efficaci, aumentando la produzione di cellule staminali embrionali umane in vitro e sfruttando le potenzialità di queste cellule per fini terapeutici. Il progetto ha reso possibile lo sviluppo di un modello solido per lo studio dei cambiamenti metabolici che avvengono durante la differenziazione delle cellule staminali embrionali umane in motoneuroni, dopo la definizione di un relativo protocollo. I ricercatori, inoltre, sono riusciti a identificare determinate sequenze metaboliche attivate e disattivate durante la differenziazione delle cellule staminali embrionali umane in motoneuroni.
