I ricercatori del Wellcome Trust Sanger Institute e i loro collaboratori hanno creato cellule staminali a potenziale espanso (EPSC) nei topi, per la prima volta, che hanno un maggiore potenziale di sviluppo rispetto alle attuali linee di cellule staminali. Queste cellule staminali hanno le caratteristiche delle primissime cellule nell'embrione in via di sviluppo, e può svilupparsi in qualsiasi tipo di cellula.

Pubblicato oggi in Natura i metodi utilizzati potrebbero anche aiutare a produrre linee di cellule staminali simili da specie umane e di altri mammiferi, compresi quelli come maiali o mucche in cui le linee di cellule staminali embrionali non sono ancora disponibili.

I ricercatori ritengono inoltre che il loro studio potrebbe avere implicazioni per la medicina rigenerativa umana e per la comprensione dell'aborto spontaneo e dei disturbi dello sviluppo.

Le cellule staminali hanno la capacità di svilupparsi in altri tipi di cellule, e le linee di cellule staminali esistenti sono già estremamente utili per la ricerca sullo sviluppo, malattia e cure. Però, i due tipi attualmente disponibili di linee di cellule staminali - cellule staminali embrionali (ES) e cellule staminali pluripotenti indotte (iPS) - presentano alcune limitazioni. Attualmente non è possibile per loro formare ogni tipo di cellula poiché sono già esclusi dallo sviluppo di determinate linee cellulari.

Per scoprire nuove cellule staminali da utilizzare nella ricerca e nella medicina rigenerativa, i ricercatori hanno creato un modo per coltivare le cellule fin dalla prima fase di sviluppo, quando l'ovulo fecondato si è diviso solo in 4 o 8 cellule che si ritiene ancora conservino una certa totipotenza - la capacità di produrre tutti i tipi di cellule. La loro ipotesi era che queste cellule dovessero essere meno programmate delle cellule ES, che vengono prelevati dallo stadio di sviluppo di circa 100 cellule, chiamato blastocisti. Hanno fatto crescere queste prime cellule in una condizione di crescita speciale che ha inibito i segnali e i percorsi chiave di sviluppo.

Gli scienziati hanno scoperto che le loro nuove cellule coltivate hanno mantenuto le caratteristiche di sviluppo desiderate delle prime cellule e le hanno chiamate cellule staminali a potenziale espanso (EPSC). È importante sottolineare che sono stati anche in grado di riprogrammare le cellule ES di topo e le cellule iPS nella nuova condizione e creare EPSC da queste cellule, riportando indietro l'orologio dello sviluppo al primo tipo di cellula.

Dottor Pentao Liu, capo ricercatore di questo progetto, del Wellcome Trust Sanger Institute e membro di facoltà affiliato del Wellcome Trust-MRC Stem Cell Institute, Università di Cambridge, disse:"La prima cella è come un pezzo di carta bianco, in teoria dovrebbe avere il maggior potenziale di sviluppo. Questa è la prima volta che sono state possibili linee di cellule staminali stabili di queste prime cellule di topo, e vediamo che effettivamente mantengono le caratteristiche molecolari dell'embrione di 4-8 cellule e possono svilupparsi in qualsiasi tipo di cellula".

Quando un ovulo fecondato si sviluppa in una blastocisti, produce cellule che formeranno l'embrione - da cui provengono le cellule ES - e altri due tipi di cellule che si svilupperanno nella placenta o nel sacco vitellino. È possibile stabilire tre diversi tipi di cellule staminali - comprese le cellule ES - da questi tre tipi di cellule nella blastocisti. Le EPSC sono le prime cellule staminali in grado di produrre tutti e tre i tipi di cellule staminali di blastocisti, che offre loro un potenziale di sviluppo molto maggiore.

Dottor Jian Yang, un primo autore sulla carta dal Wellcome Trust Sanger Institute, ha dichiarato:"Gli EPSC forniscono una piattaforma per studiare in dettaglio le cellule embrionali precoci a livello molecolare per comprendere lo sviluppo, non solo nel mouse, ma alla fine in futuro negli esseri umani. Questo nuovo metodo di produzione di cellule staminali potrebbe essere enormemente utile per studiare lo sviluppo, generare in modo più efficiente cellule umane funzionali, e ricercando trattamenti per problemi di gravidanza come la preeclampsia e gli aborti spontanei".

Professor Hiro Nakauchi, un coautore dell'articolo della Stanford University, ha dichiarato:"Questo è un risultato fantastico, lavorando con le primissime cellule, questo studio ha creato linee di cellule staminali che possono formare sia cellule embrionali che tutte le cellule extra-embrionali. I metodi e le intuizioni di questo studio sui topi potrebbero essere utilizzati per aiutare a stabilire colture di cellule staminali simili da altre specie di mammiferi, compresi quelli in cui non sono ancora disponibili linee cellulari ES o iPS. La ricerca ha anche grandi implicazioni per la medicina rigenerativa umana poiché le cellule staminali con un potenziale di sviluppo migliorato aprono nuove opportunità. Ulteriori ricerche in questo settore sono fondamentali, in modo da poter esplorare adeguatamente il potenziale di queste cellule".