Dalla loro scoperta nel 2006, le cellule staminali pluripotenti indotte sono un barlume di speranza per molte malattie. Ma ulteriori ricerche sulla complessa regolazione dell'identità delle cellule staminali pluripotenti sono inaspettatamente difficili. Un team di ricercatori del Cluster of Excellence CECAD ha ora trovato un modo efficiente per produrre neuroni da cellule staminali pluripotenti. La loro ricerca è stata pubblicata in Comunicazioni sulla natura .

Come origine di organismi pluricellulari, le cellule staminali pluripotenti possono differenziarsi in tutti i tipi di cellule del corpo. Queste cellule possono replicarsi indefinitamente in coltura e, perciò, sono considerati immortali. Il gold standard della pluripotenza è la cellula staminale embrionale (ESC). Le cellule somatiche come le cellule della pelle possono essere riprogrammate per generare cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) che condividono caratteristiche simili con le ESC. Come tale, le cellule staminali pluripotenti rappresentano una grande promessa per la medicina rigenerativa come potenziale fonte di cellule differenziate sane, compresi i neuroni. Inoltre, queste cellule rappresentano una risorsa inestimabile per studiare lo sviluppo umano e la malattia nelle cellule interessate (neuroni) colpite da disturbi come l'Alzheimer, Huntington o Parkinson.

I protocolli di differenziazione neuronale delle cellule staminali pluripotenti sono generalmente costosi e generano una miscela di cellule neuronali e altri tipi di cellule. Abbattendo un singolo gene, il team guidato da David Vilchez è stato in grado di produrre neuroni con un'efficienza del 100%. "Mettendo a tacere una singola proteina con il metodo di modifica genetica CRISPR, le cellule si differenziano spontaneamente in neuroni. È un modo molto più rapido per aumentare la neurogenesi." In condizioni naturali, questo fattore, CSDE1, impedisce la differenziazione e mantiene le cellule in uno stato pluripotente. "Questo potrebbe essere un meccanismo molto potente per avere popolazioni pure di neuroni e per facilitare una migliore comprensione delle malattie neurodegenerative".

Hyun Ju Lee, primo autore dello studio, era molto entusiasta dei rapidi cambiamenti osservati nei suoi test:"Potevamo visualizzare i cambiamenti e vederlo davvero accadere, la differenziazione va molto veloce. Abbiamo anche ricontrollato più linee di cellule staminali di diversi donatori e cellule staminali pluripotenti indotte e abbiamo ottenuto gli stessi risultati". cellule staminali embrionali umane, sono state utilizzate cellule staminali pluripotenti indotte e cellule staminali di topo.

Utilizzando il nuovo approccio, sarebbe possibile facilitare la generazione di neuroni da campioni di pazienti diversi e studiare la malattia o testare farmaci su di essa. Anche se questi risultati sono un passo verso l'applicazione clinica, c'è ancora molta strada da fare, dice David Vilchez:"Nuovi neuroni dal piatto potrebbero essere importanti per studiare malattie come il Parkinson, Alzheimer o Huntington, ma siamo ancora al punto di partenza di questa entusiasmante ricerca." La ricerca è stata una collaborazione tra CECAD, il Centro di Medicina Molecolare di Colonia e la Clinica Universitaria di Colonia.