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Nuovi approcci per la terapia farmacologica della malattia renale

Mentre la maggior parte dell’attenzione scientifica nella lotta contro le malattie renali è attualmente focalizzata sulle cellule staminali, il progetto EVESTIMINJURY sta studiando le vescicole extracellulari rilasciate dalle stesse cellule staminali. Il trattamento risultante potrebbe fornire un’eccellente alternativa alla terapia cellulare.
Nuovi approcci per la terapia farmacologica della malattia renale
Alcuni anni fa, gli scienziati hanno scoperto quanto fossero straordinari i nostri reni: contrariamente alla credenza popolare, essi avevano la capacità di rigenerarsi e ripararsi per tutta la durata della vita. Questo processo di rigenerazione, tuttavia, presenta i suoi limiti. A fronte dell’assenza di sintomi durante le prime fasi della malattia renale e di una frequente mancanza di controlli aggiuntivi, tale processo non è comunque stato sufficiente per evitare che molti pazienti in tutta Europa perdessero in modo permanente alcune funzioni renali o addirittura morissero per una malattia renale cronica o acuta.

È facile comprendere perché questo contesto avrebbe fatto apparire le cellule staminali come il Santo Graal. Sperimentazioni cliniche per diversi tipi di cellule staminali sono in corso e sembrano molto promettenti. Ma secondo le cinque organizzazioni responsabili per il progetto EVENTEMINJURY, il reale potenziale non sta nelle cellule staminali stesse, ma piuttosto nelle vescicole extracellulari (EV) rilasciate da queste cellule staminali.

«È stato dimostrato che le EV imitano l’attività biologica delle cellule trasferendo molecole derivate da cellule staminali (proteine, lipidi biologici attivi e acidi nucleici) in grado di attivare processi endogeni nel tessuto danneggiato. In pazienti con malattie renali acute e croniche, le EV potrebbero essere un’alternativa alla terapia cellulare, con il vantaggio che le EV derivate da cellule staminali non sono immunogeniche, sono biocompatibili e possono essere somministrate come farmaco», spiega la prof.ssa Fiorella Altruda, che ha coordinato il progetto per conto di Bioindustry Park "Silvano Fumero".

Questo potenziale era già stato studiato prima del progetto, con particolare attenzione alle lesioni renali acute. Gli studi erano fonte di ottimismo, ma ciò che realmente catturò l’attenzione della prof.ssa Altruda e dei suoi colleghi era la mancanza di informazioni disponibili sui meccanismi molecolari in gioco.

Il progetto EVESTIMINJURY aveva lo scopo di colmare questa lacuna. Esso fornisce informazioni meccanicistiche sui meccanismi rigenerativi delle EV e, più specificamente, sul loro potenziale ruolo nella malattia renale cronica studiando la capacità delle EV derivate da cellule staminali di inibire la fibrosi.

Sono stati caratterizzati diversi sottoinsiemi di EV rispetto alle loro proprietà anti-fibrotiche. Il consorzio del progetto ha utilizzato tre diverse tecniche di separazione per isolare le EV dalle cellule staminali mesenchimali del midollo osseo (MSC), le cellule più largamente utilizzate per il trattamento delle malattie renali, e dalle cellule staminali umane epatiche (HLSC).

«La prima tecnica di isolamento si è basata sull’ultracentrifugazione differenziale», spiega la prof.ssa Altruda. «Essa ha consentito la separazione di due frazioni principali a 10 000 e 100 000 g. Il secondo protocollo poi si è basato sulla selezione di diverse sottopopolazioni di EV utilizzando il metodo di separazione su gradiente di flottazione con iodixanol, che ha consentito la selezione di 12 frazioni contenenti diversi sottoinsiemi di EV. Infine, la terza tecnica di isolamento, basata sulla cromatografia di esclusione dimensionale, ha consentito la separazione di una frazione esosomiale pura da altri sottoinsiemi di EV e proteine. Dimensioni e profilo delle EV sono stati analizzati utilizzando Nanosight LM10 dal partner di progetto NanoSight Ltd, e le EV sono state anche caratterizzate mediante analisi Western Blot, microscopia elettronica e analisi citofluorimetrica».

I risultati dimostrano come le frazioni differiscano in termini di componenti molecolari e di potenziale rigenerativo in vitro/in vivo. La frazione EV totale è risultata la più efficace nell’indurre la rigenerazione epiteliale tubulare e l’effetto anti-fibrotico sia in vitro che in vivo. In particolare, studi preclinici hanno confermato che le EV derivate da cellule staminali mostrano un significativo effetto pro-rigenerativo sul rene.

Incoraggiato da questo successo, il consorzio si concentrerà ora sull’accrescimento di scala della produzione di EV dalle cellule staminali e su un protocollo GMP per il potenziale uso clinico. Tutte le conoscenze raccolte durante il progetto saranno rese disponibili ad altre organizzazioni e università.

«Naturalmente, l’uso di queste conoscenze per iniziare a curare i pazienti richiederà più tempo. Sono necessari ulteriori studi per approfondire la bio-distribuzione, la biodisponibilità, la farmacodinamica, la bio-sicurezza, nonché come e quando somministrare il farmaco. Inoltre, i criteri per la caratterizzazione di un prodotto per uso umano sono ancora da definire e da approvare da parte degli organismi normativi», afferma la prof.ssa Altruda.

Argomenti

Life Sciences

Keywords

EVESTEMINJURY, malattia renale, cellule staminali, vescicole extracellulari