Nuovo studio sulle cellule staminali apre la strada a nuove terapie rigenerative e tumorali

Nuovo studio sulle cellule staminali apre la strada a nuove terapie rigenerative e tumorali siliconwadi

Lo studio di un ricercatore del Technion di Haifa potrebbe aprire la strada a nuove terapie rigenerative e tumorali mirate alle cellule staminali sottoposte all’apoptosi, un tipo di morte cellulare programmata.

In pratica, le cellule staminali adulte sono caratterizzate dalla loro capacità di auto-rinnovarsi e trasformarsi in tipi cellulari distinti, posizionandoli come fattori determinanti per il rifornimento e la riparazione dei tessuti. Mentre i ricercatori hanno fatto grandi passi avanti nella comprensione dei molti percorsi molecolari che controllano il comportamento e la funzione delle cellule staminali, si sa molto poco sui processi specifici alla base della loro eliminazione.

Il ricercatore israeliano Yaron Fuchs, che dirige il Laboratorio di biologia delle cellule staminali e medicina rigenerativa presso l’Israel Institute of Technology, ha indagato ulteriormente su come le cellule staminali apparentemente “immortali” si siano suicidate. Ha esaminato attentamente le proteine coinvolte nell’apoptosi utilizzando un sistema modello noto per essere dipendente dalle cellule staminali: il follicolo pilifero.

La scoperta del ricercatore israeliano

Fuchs ha scoperto che nei topi la perdita della proteina ARTS, una proteina che stimola l’apoptosi, porta all’espansione delle cellule staminali del follicolo pilifero e porta ad un drastico miglioramento nella riparazione della pelle. I topi privi della proteina ARTS sono stati in grado di rigenerare i follicoli piliferi e dopo essere guariti da una ferita le loro cicatrici erano più piccole.

Un’ulteriore scoperta è stata che l’inattivazione della proteina XIAP, presa di mira dalla proteina ARTS, ha compromesso la guarigione delle ferite.

Il dottor Fuchs ha verificato che ARTS e XIAP esercitavano effetti simili nell’epitelio intestinale. In questo contesto, la perdita della funzione ARTS ha anche protetto le cellule staminali intestinali contro l’apoptosi, aumentato il loro numero e migliorato la rigenerazione intestinale.

Yaron Fuchs, come riporta un comunicato del Technion, ha spiegato:

“Questi studi dimostrano l’importanza dell’apoptosi nel limitare l’espansione delle cellule staminali e nel consentire una corretta riparazione, suggerendo che essa serve come meccanismo di difesa contro le cellule staminali irrimediabilmente danneggiate e l’insorgenza del cancro. I risultati suggeriscono anche che i percorsi transitoriamente mirati che incoraggiano l’apoptosi nei follicoli piliferi o nelle cellule staminali intestinali possono offrire benefici terapeutici per promuovere la guarigione e la rigenerazione delle ferite”.

Il ricercatore ha osservato che un gran numero di cellule proliferanti all’interno della ghiandola sebacea (un mini-organo che rilascia secrezioni oleose) ha espresso una forma attiva di caspasi-3, una proteina che innesca la morte cellulare programmata. È interessante notare che queste cellule non hanno mostrato nessuna delle caratteristiche morfologiche tipiche di una cellula apoptotica.

Con sorpresa di Fuchs, l’eliminazione della caspasi-3 ha causato una riduzione della proliferazione e del numero di cellule, una diminuzione delle dimensioni degli organi e una ridotta rigenerazione della ghiandola sebacea. Incuriosito da questo risultato, Fuchs ha scoperto che la caspasi-3 controlla l’attività di YAP, un regolatore fondamentale della rigenerazione dei tessuti e delle dimensioni degli organi.

Fuchs ha evidenziato l’importanza della scoperta nella cura del cancro:

“Questa scoperta è particolarmente importante, in quanto fa luce sui trattamenti standard di cura del cancro come la radioterapia e la chemioterapia, che accelerano intenzionalmente l’attività del caspasi-3 per eseguire l’apoptosi delle cellule tumorali. Può anche essere promettente in altre applicazioni, come promuovere la guarigione delle ferite manipolando la caspasi-3”.

Con la sua ricerca dal titolo “The therapeutic promise of apoptosis”, Yaron Fuchs è il vincitore del 2019 del premio Sartorius&Science per la medicina rigenerativa e la terapia cellulare, il suo studio rivela il ruolo delle cellule staminali nella guarigione delle ferite e nella rigenerazione dei tessuti.

La presidente della giuria, nonchè Direttrice della rivista scientifica Science, Priscilla Kelly, ha evidenziato:

Le cellule staminali sono ben note per promuovere la rigenerazione dei tessuti, ma è meno chiaro come l’eliminazione delle cellule staminali potrebbe avere un impatto sulla malattia. Il dottor Fuchs ha rivelato l’inattesa connessione tra i percorsi di morte cellulare e la capacità delle cellule staminali di determinare la guarigione delle ferite, la riparazione della pelle e la crescita del tumore. Questo è un eccellente esempio di come la ricerca avanzata possa essere applicata per far progredire la medicina rigenerativa e definire nuovi interventi terapeutici”.

Il futuro della ricerca

Il ricercatore del Technion Yaron Fuchs e il suo team stanno attualmente sviluppando nuove strategie per l’attivazione della caspasi-3 in diverse configurazioni tumorali e modelli rigenerativi.

I prossimi passi includeranno l’azzeramento della miriade di segnali molecolari che emanano dalle cellule apoptotiche, per comprendere meglio l’effetto che hanno sul loro ambiente circostante. Fuchs spera di sfruttare tali processi per guidare la rigenerazione dei tessuti e bloccare lo sviluppo del cancro.

Prendendo anche una diversa direzione di ricerca, cerca di scoprire nuove popolazioni di cellule staminali, individuando il ruolo che svolgono nell’omeostasi tissutale, nella riparazione e nella formazione del tumore.

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