Le cellule staminali come fonte di test tossicologici
Le cellule staminali pluripotenti, le cellule staminali embrionali (ES) e le cellule staminali pluripotenti indotte (iPS) hanno la capacità di differenziarsi in tutti tessuti del corpo. Nella medicina rigenerativa e nella diagnostica in vitro stanno emergendo nuovi e importanti impieghi per le cellule staminali pluripotenti. L’obiettivo del progetto SCR&TOX (Stem cells for relevant efficient extended and normalized toxicology), finanziato dall’UE, era l’impiego di linee cellulari pluripotenti per lo sviluppo di test di tossicità in vitro. I metodi utilizzati attualmente per valutare la tossicità e la sicurezza di utilizzo di medicinali e altri prodotti, infatti, presentano problemi di sensibilità o si basano sull’uso di animali. Con il ricorso alle cellule staminali differenziate nel tessuto desiderato gli scienziati del team SCR&TOX hanno tentato di ovviare a questi problemi. La parte iniziale del progetto SCR&TOX era dedicata allo sviluppo delle risorse necessarie per i test di tossicità. Il team ha raccolto e conservato linee cellulari staminali embrionali (ES) e staminali pluripotenti indotte (iPS) umane in fase indifferenziata, utilizzando tecnologie, tra cui l’automazione, al fine di ottenere linee cellulari ES e iPS ottimizzate da impiegare in test standardizzati. Sono inoltre stati progettati protocolli appropriati per la differenziazione delle cellule pluripotenti in derivati di cinque linee rilevanti dal punto di vista tossicologico (epatiche, neuronali, cardiache, muscolari e della pelle). Gli scienziati SCR&TOX hanno convalidato tutte le tecnologie e i metodi necessari per sviluppare test cellulari efficienti e per ottenere l’applicabilità sui derivati delle cellule staminali pluripotenti. Questa attività di convalida ha utilizzato anche metodi nuovi per l’analisi funzionale delle risposte cellulari alle sostanze potenzialmente tossiche. Nell’ultima fase dell’attività, il progetto SCR&TOX ha lavorato alla traduzione dei test cellulari selezionati in vista dell’applicazione industriale. Il trasferimento delle tecnologie dei test sviluppati e convalidati ha comportato la loro appropriazione per l’uso su scala industriale. Tutte le procedure operative standard e i protocolli sono stati adattati alle piattaforme industriali, con particolare attenzione alla miniaturizzazione e alla standardizzazione. Le risorse sviluppate dal progetto hanno permesso ai ricercatori di riprodurre e quantificare la tossicità di sostanze specifiche applicate a una varietà di fenotipi cellulari, scoprendo in particolare che dosi di tossicità ripetute provocano cambiamenti molecolari diversi da quelli che insorgono in seguito a una risposta acuta per la medesima dose di sostanza tossica. La rivalutazione della tossicità miopatica delle statine sulla base degli sviluppi del progetto suggerisce inoltre che le mialgie croniche sofferte dai pazienti che assumono abitualmente queste sostanze possano essere dovute a un effetto citostatico. Questi risultati sottolineano la rilevanza clinica degli approcci in vitro sviluppati dal progetto SCR&TOX.
Parole chiave
Cellule staminali, tossicologia, test in vitro, SCR&TOX, test di tossicità, statine
