Un team di ricercatori della Tufts University School of Medicine ha sviluppato un metodo per coltivare e mantenere le cellule staminali olfattive in coltura, che può quindi essere utilizzato per ripristinare il tessuto nel naso. La scoperta fa sperare che future terapie possano essere sviluppate per ripristinare il senso dell'olfatto negli individui in cui è stato danneggiato da lesioni o degenerazione.

Le cellule staminali, chiamate cellule basali orizzontali (HBC), può ripopolare tutti i tipi di cellule dell'epitelio olfattivo (OE), compresi i neuroni sensoriali, quando trapiantato in un tessuto danneggiato. Pubblicato oggi sulla rivista Rapporti sulle cellule staminali , lo sviluppo apre la strada a ulteriori ricerche sulle terapie di trapianto di cellule staminali, o approcci farmacologici che stimolano le cellule staminali all'interno del naso a rigenerare i tessuti.

I nervi che conferiscono l'olfatto sono unici rispetto al resto del sistema nervoso, in quanto possono innescare una risposta rigenerativa robusta e quasi completa dopo l'infortunio. Il tessuto OE contiene due tipi di cellule staminali:cellule basali globose (GBC) e HBC. I GBC sono stati coltivati ​​con successo e sembrano avere un ruolo primario nel ripopolare le cellule che sono state perse a causa del turnover di routine. HBC, però, rimangono dormienti e non vengono attivati ​​fino a quando non si verifica una lesione. Sfortunatamente, gli studi su queste cellule sono stati limitati dal fatto che non potevano essere espanse e mantenute in coltura. In questo studio, i ricercatori hanno determinato le condizioni ottimali per espandere e mantenere sane le cellule staminali HBC in coltura, prendere in prestito metodi e fattori utilizzati per mantenere le cellule staminali respiratorie.

"Una volta stabilito che potevamo coltivare HBC in laboratorio, e che esprimevano gli stessi marcatori molecolari identificativi trovati in vivo, abbiamo cercato di confermare se avrebbero funzionato bene come gli HBC in vivo:possono rigenerare il tessuto che è stato ferito e lo hanno fatto!" ha detto James Schwob, M.D., dottorato di ricerca, professore di biologia molecolare e chimica dello sviluppo presso la Tufts University School of Medicine, e autore corrispondente per lo studio.

Nonostante una naturale capacità di rigenerazione, la disfunzione dell'olfatto è ancora segnalata nel 19,4 per cento della popolazione (studio OLFACAT, 2003), con lo 0,3 percento che sperimenta la completa perdita dell'olfatto. Le cause vanno dall'invecchiamento, lesione, fumare, e malattie neurodegenerative a determinati farmaci.

Schwob e il suo team hanno scoperto che gli HBC cresciuti in laboratorio erano in grado di riempire le lesioni olfattive, generazione di più tipi di cellule comprese le cellule Sus, cellule basali e neuroni sensoriali olfattivi.

"Gli HBC in coltura sono rimasti quiescenti, più o meno come fanno in vivo, ma siamo stati in grado di attivarli in uno stato attivo per avviare il processo di differenziazione in varie cellule epiteliali olfattive appena prima di innestarle nel tessuto danneggiato, " disse Jesse Peterson, dottorato di ricerca, primo autore dello studio e attualmente borsista post-dottorato presso il Laboratorio di Biologia Molecolare MRC. Peterson ha condotto lo studio come parte della sua tesi di dottorato presso la Sackler School of Graduate Biomedical Sciences a Tufts, consigliato da Schwob.

Il grilletto utilizzato era l'acido retinoico, che ha l'effetto di abbassare i livelli della proteina P63 nelle cellule, che porta all'attivazione delle cellule staminali. P63 funziona come un "interruttore di controllo principale" ed è noto per diminuire i livelli durante le lesioni, transizione degli HBC dalla dormienza all'attivazione in vivo. Una comprensione più approfondita del ruolo di P63 è stata ostacolata dalla lentezza degli studi in vivo. Con HBC coltivati ​​in laboratorio, i meccanismi di attivazione possono essere esaminati più da vicino.

"Ora che possiamo creare una riserva di cellule staminali dormienti, lo vediamo come uno strumento utile per esplorare modi per guidare la differenziazione cellulare verso tipi cellulari specifici, e sviluppare nuove terapie con cellule staminali per la rigenerazione tissutale e sensoriale, utilizzando le cellule staminali del paziente per la coltura e il trapianto, o interventi farmacologici per attivare le cellule staminali dormienti del paziente all'interno del naso, " disse Schwob.