Staminali nei ventricoli cerebrali: test sperimentale per una tecnica di terapia genica / Stem in cerebral ventricles: experimental test for a gene therapy technique

Segnalato dal Dott. Giusepe Cotellessa / Reported by Dr. Giusepe Cotellessa

Uno studio su Science Advances dimostra per la prima volta, seppure in via sperimentale, l’efficacia di una tecnica di trapianto e terapia genica che si basa sul trapianto di cellule staminali del sangue direttamente nei ventricoli cerebrali.

In molte malattie neurodegenerative le cellule del sistema immunitario che hanno il compito di difendere il sistema nervoso centrale – dette microglia – giocano un ruolo fondamentale. Uno studio pubblicato su Science Advances dimostra per la prima volta, seppure in via sperimentale, l’efficacia di una tecnica di trapianto e terapia genica che si basa sul trapianto di cellule staminali del sangue direttamente nei ventricoli cerebrali per poter dare origine a una progenie cellulare simile alla microglia, capace di svolgere un’azione terapeutica in tempi rapidi. La ricerca è stata svolta presso l’Istituto San Raffaele Telethon per la Terapia Genica (SR-Tiget) dell’Ospedale San Raffaele e il Boston Children’s Hospital/Dana Farber Cancer Institute di Harvard, ed è stata coordinata da Alessandra Biffi, che supervisiona un’unità di ricerca presso SR-Tiget ed è direttrice del Gene therapy program del Boston Children’s/Dana Farber Cancer Institute di Harvard. La tecnica, testata per ora in un modello sperimentale di malattia metabolica, potrebbe avere applicazioni terapeutiche anche per patologie neurodegenerative in cui la microglia svolge un ruolo fondamentale. Lo studio è stato supportato tra gli altri da un finanziamento della comunità europea del programma ERC, di cui la professoressa Biffi è titolare.

L’idea alla base della ricerca nasce dall’interesse storico del gruppo di Alessandra Biffi per la lotta contro le malattie da accumulo lisosomiale (LSDs). Le cosiddette LSDs sono un insieme eterogeneo di malattie metaboliche ereditarie in cui, a causa di una mutazione genetica, le cellule non producono alcuni enzimi necessari al loro metabolismo. Nei pazienti affetti da queste malattie si manifestano danni a carico di diversi organi e tessuti, tra cui il sistema nervoso centrale, con conseguenze neurologiche importanti.

Le prime terapie – che in molti casi sono ancora le uniche disponibili – prevedono la somministrazione dell’enzima mancante nel sangue dei pazienti. Si tratta però di approcci inefficaci nei casi in cui vi sia una manifestazione nervosa: a causa della barriera emato-encefalica l’enzima non riesce a raggiungere il cervello, dove la neurodegenerazione prosegue indisturbata. Per risolvere il problema alcuni anni fa Alessandra Biffi, lavorando con Luigi Naldini, direttore dell’SR-Tiget, si era rivolta alla terapia cellulare egenica. In uno studio clinico tuttora in corso all’SR-Tiget per il trattamento della leucodistrofia metacromatica (una LSD neurodegenerativa), le cellule staminali del sangue vengono prelevate dal midollo del paziente, corrette geneticamente per produrre di nuovo l’enzima e infuse nuovamente nel sangue. Essendo in grado di superare la barriera emato-encefalica, le staminali raggiungono il cervello, dove riescono a svolgere un’importante azione terapeutica.

L’elemento temporale è però fondamentale. Le terapie geniche somministrate nel sangue sono efficaci solo se giocano d’anticipo: le cellule necessitano di tempo per raggiungere il cervello e attecchire. Ecco perché i pazienti che oggi possono essere trattati con la terapia genica sono solo quelli ancora asintomatici.

La tecnica messa a punto in via sperimentale dal gruppo di Alessandra Biffi e presentata oggi sulle pagine di Science Advances potrebbe cambiare le cose. “Trapiantare le cellule nei ventricoli cerebrali accelera il processo di attecchimento e potrebbe diventare un’opzione terapeutica valida anche per chi mostra già i primi sintomi”, spiega Alessandra Biffi. Ma i risultati dello studio non si fermano qui. “I nostri dati dimostrano anche, per la prima volta, che le staminali del sangue trapiantate sono in grado di differenziarsi in cellule del tutto simili alla microglia e che rimangono in modo esclusivo nel sistema nervoso centrale.”  Ciò significa che questo tipo di trapianto permette di generare in modo rapido una popolazione di cellule geneticamente corrette esclusivamente nel tessuto nervoso malato. Una tecnica che produce veri e propri avamposti terapeutici in grado di somministrare le sostanze necessarie a proteggere e rigenerare le cellule nervose, con applicazioni potenziali in molte malattie neurodegenerative.

ENGLISH

A study in Science Advances demonstrates for the first time, albeit on an experimental basis, the effectiveness of a transplantation technique and gene therapy based on the transplantation of blood stem cells directly into the brain ventricles.

In many neurodegenerative diseases the cells of the immune system that have the task of defending the central nervous system - called microglia - play a fundamental role. A study published in Science Advances demonstrates for the first time, albeit on an experimental basis, the effectiveness of a transplantation and gene therapy technique based on the transplantation of blood stem cells directly into the cerebral ventricles in order to give rise to a cell progeny similar to microglia, capable of performing a rapid therapeutic action. The research was carried out at the San Raffaele Telethon Institute for Gene Therapy (SR-Tiget) of the San Raffaele Hospital and the Boston Children's Hospital / Dana Farber Cancer Institute of Harvard, and was coordinated by Alessandra Biffi, who oversees a research unit at SR-Tiget and director of the Gene Therapy program at Harvard's Boston Children's / Dana Farber Cancer Institute. The technique, tested for now in an experimental model of metabolic disease, could have therapeutic applications also for neurodegenerative diseases in which microglia plays a fundamental role. The study was supported, among others, by funding from the European community of the ERC program, of which Professor Biffi is the owner.

The idea behind the research stems from the historical interest of the group of Alessandra Biffi for the fight against lysosomal storage diseases (LSDs). The so-called LSDs are a heterogeneous set of inherited metabolic diseases in which, due to a genetic mutation, the cells do not produce some enzymes necessary for their metabolism. In patients with these diseases, damage occurs to various organs and tissues, including the central nervous system, with important neurological consequences.

The first therapies - which in many cases are still the only ones available - provide for the administration of the missing enzyme in the blood of patients. But these are ineffective approaches in cases where there is a nervous manifestation: because of the blood-brain barrier the enzyme can not reach the brain, where the neurodegeneration continues undisturbed. To solve the problem a few years ago Alessandra Biffi, working with Luigi Naldini, director of the SR-Tiget, had turned to Aegean cell therapy. In a clinical trial currently underway at SR-Tiget for the treatment of metachromatic leukodystrophy (a neurodegenerative LSD), the blood stem cells are taken from the patient's bone marrow, genetically corrected to produce the enzyme again and re-infused into the blood . Being able to overcome the blood-brain barrier, stem cells reach the brain, where they can perform an important therapeutic action.

The temporal element is however fundamental. Genetic therapies administered in the blood are effective only if they play early: cells need time to reach the brain and take root. This is why patients who can be treated with gene therapy today are only those that are asymptomatic.

The technique developed experimentally by the group of Alessandra Biffi and presented today on the pages of Science Advances could change things. "Transplanting the cells in the cerebral ventricles accelerates the process of engraftment and could become a valid therapeutic option even for those who already show the first symptoms", explains Alessandra Biffi. But the results of the study do not stop here. "Our data also demonstrate, for the first time, that transplanted blood stem cells are able to differentiate into cells that are very similar to microglia and that remain exclusively in the central nervous system." This means that this type of transplant allows to rapidly generate a population of genetically correct cells exclusively in the diseased nervous tissue. A technique that produces true therapeutic outposts capable of administering the substances necessary to protect and regenerate nerve cells, with potential applications in many neurodegenerative diseases.

Da:

https://www.galileonet.it/2017/12/staminali-nei-ventricoli-cerebrali-test-nuova-tecnica-terapia-genica/?utm_campaign=Newsatme&utm_content=Staminali%2Bnei%2Bventricoli%2Bcerebrali%3A%2Btest%2Bsperimentale%2Bper%2Buna%2Btecnica%2Bdi%2Bterapia%2Bgenica&utm_medium=news%40me&utm_source=mail%2Balert