Nuove prospettive per lo studio in vitro di importanti malattie genetiche
Pubblicato su «Nature Cell Biology» lo studio di un team italiano di ricerca sulle iPS cells. Grazie alla microfluidica, una tecnologia che permette di coltivare le cellule in piccoli tubi di silicone biocompatibile, sono state generate cellule staminali pluripotenti indotte con stato di sviluppo “primitivo”.
Le iPS cells (induced Pluripotent Stem Cells) sono di grande interesse per la comunità scientifica e hanno un’enorme rilevanza in ambito biomedico. Possiedono la straordinaria capacità di poter dare origine a qualsiasi cellula del nostro corpo. Le cellule staminali pluripotenti indotte vengono generate a partire da cellule adulte in un processo chiamato riprogrammazione. Sono utilizzate nei laboratori di tutto il mondo perché sono esse stesse modello di studio per le malattie o fonte cellulare per terapie avanzate di medicina rigenerativa.
Da sempre, però, le iPS cells utilizzate nella ricerca sono “eterogenee”. Le iPS cell prodotte nello stesso laboratorio in tempi diversi possono comportarsi in modo diverso. Inoltre la loro riproduzione è laboriosa e costosa. Un altro grosso problema è che le iPS comunemente utilizzate sono in uno stato di sviluppo leggermente avanzato, paragonabile alla seconda settimana di vita embrionale. Questo è un aspetto centrale, perché queste cellule non permettono sempre di ripercorrere completamente lo sviluppo di una patologia.
Il team di ricerca padovano composto dal Professor Graziano Martello del Laboratorio di cellule staminali pluripotenti del Dipartimento di Medicina Molecolare dell’Università di Padova e dal Professor Nicola Elvassore del Laboratorio di ingegneria delle cellule staminali all’Istituto Veneto di Medicina Molecolare ha utilizzato la microfluidica. Questa tecnologia consiste nella produzione di cellule staminali in piccoli canali, micro tubi in polidimetilsilossano del diametro di un capello.
Si è scoperto che quando le cellule si trovano in uno spazio confinato possono essere riprogrammate più efficientemente e rapidamente, utilizzando molti meno reagenti e con un risparmio di oltre cento volte rispetto alle tecnologie convenzionali. Inoltre le cellule iPS ottenute in microfluidica presentano uno stato di sviluppo più primitivo, molto simile cioè allo stato delle cellule in un embrione nelle prime di fasi di sviluppo (5/6 giorni), tecnicamente definito stadio di pluripotenza di tipo naïve.
Le “nuove” cellule iPS di tipo naïve dovrebbero differenziare meglio o in maniera più riproducibile rispetto a quelle comunemente utilizzate risolvendo il problema del comportamento diverso delle iPS prodotte nello stesso laboratorio. Inoltre, in casi particolari, come nella sindrome dell’X fragile, queste iPS di tipo naïve saranno sempre più necessarie perché sono migliori per lo studio in vitro. Sarà infatti possibile studiare questa malattia fin dallo stadio di sviluppo primitivo per poi ripercorrere tutti gli eventi molecolari che portano allo sviluppo della patologia. Infine, queste cellule, senza dover usare un embrione, permettono lo studio delle primissime fasi di sviluppo embrionale.
Fonti: Comunicato stampa Fondazione Armenise Harvard
Giulitti S, Pellegrini M, Zorzan I, Martini P, Gagliano O, Mutarelli M, Ziller MJ, Cacchiarelli D, Romualdi C, Elvassore N, Martello G. Direct generation of human naive induced pluripotent stem cells from somatic cells in microfluidics. Nat Cell Biol. 2019 Feb;21(2):275-286. doi: 10.1038/s41556-018-0254-5.