Due gruppi di ricerca sono riusciti a ottenere in laboratorio cellule staminali progenitrici di tutte le cellule del sangue, un obiettivo finora sfuggito ad anni di studi, che offre una speranza ulteriore a persone con malattie del sanguedi Amy Maxmen/Nature

Un gruppo di ricerca ha ottenuto queste cellule staminali del sangue e cellule progenitrici da cellule staminali pluripotenti indotte umane (Cortesia Rio Sugimura)

Cortesia Rio Sugimura

Dopo 20 anni di tentativi, gli scienziati hanno trasformato cellule mature in cellule del sangue primordiali che rigenerano se stesse e i componenti del sangue. Il lavoro, descritto su “Nature”, offre una speranza alle persone con leucemia e altri disturbi del sangue che necessitano di un trapianto di midollo osseo ma non trovano un donatore compatibile. Se i risultati si tradurranno nella clinica, questi pazienti potrebbero ricevere versioni coltivate in laboratorio delle proprie cellule sane.Un gruppo diretto dal biologo di cellule staminali George Daley del Boston Children's Hospital, in Massachusetts, ha creato cellule umane che agiscono come cellule staminali del sangue, anche se non sono identiche a quelle che si trovano in natura. Un secondo gruppo, guidato dal biologo di cellule staminali Shahin Rafii del Weill Cornell Medical College, a New York, ha trasformato cellule mature di topi in cellule staminali del sangue completamente sviluppate."Per molti anni, si erano comprese alcune parti di questa ricetta, ma non il quadro complessivo", dice Mick Bhatia, ricercatore in cellule staminali alla McMaster University ad Hamilton, in Canada, che non è stato coinvolto nello studio. "Questa è la prima volta che i ricercatori hanno messo insieme tutti i tasselli e prodotto cellule staminali del sangue".Il gruppo di Daley ha scelto come materiale di partenza cellule della pelle e altre cellule prelevate da adulti. Usando un metodo standard, i biologi hanno riprogrammato queste cellule in staminali pluripotenti indotte (iPS), capaci di produrre molti altri tipi di cellule. Finora, tuttavia, le cellule iPS non erano mai state trasformate in cellule che creano il sangue.Il passo successivo è quello nuovo: Daley e colleghi hanno inserito sette fattori di trascrizione - geni che controllano altri geni - nei genomi delle cellule iPS. Poi hanno iniettato questecellule umane modificate in topi, per farle sviluppare. Dodici settimane dopo, le cellule iPS si erano trasformate in cellule progenitrici capaci di generare l’ampia gamma di cellule che si trovano nel sangue umano, comprese le cellule immunitarie. Le cellule progenitrici sono "eccezionalmente vicine" alle cellule staminali ematopoietiche di origine naturale, dice Daley.Bhatia è d'accordo. "È abbastanza plausibile che George abbia capito come ‘cucinare’ cellule staminali emopoietiche umane", dice. "Questo è il sacro Graal.".Al contrario, la squadra di Rafii ha generato vere cellule staminali ematopoietiche senza il passaggio intermedio della creazione di cellule iPS. I ricercatori hanno cominciato estraendo alcune cellule del rivestimento interno dei vasi sanguigni in topi adulti. Quindi hanno inserito quattro fattori di trascrizione nei genomi di queste cellule, che hanno collocato in piastre di Petri progettate per imitare l'ambiente all'interno dei vasi sanguigni umani. Lì, le cellule si sono trasformate in cellule staminali e moltiplicate.Quando i ricercatori hanno iniettato queste cellule staminali in topi che erano stati trattati con radiazioni per uccidere la maggior parte delle loro cellule ematiche e immunitarie, gli animali si sono ripresi. Le cellule staminali hanno rigenerato il sangue, incluse le cellule immunitarie, e i topi hanno continuato a vivere nel laboratorio tutta la loro vita, più di un anno e mezzo.Avendo aggirato lo stadio iPS, Rafii paragona il suo approccio a un volo aereo diretto e la procedura di Daley a un volo che fa una deviazione fin quasi alla Luna prima di raggiungere la sua destinazione finale. Usare il metodo più efficiente per generare le cellule staminali è importante, aggiunge, perché ogni volta che a un gruppo di cellule viene aggiunto un gene, buona parte di quel gruppo di cellule non riesce a incorporarlo e deve essere scartato. C'è anche la possibilità che alcune cellule mutino dopo essere state modificate in laboratorio, con il rischio di generare tumori se impiantate nei pazienti.Ma Daley e altri ricercatori sono sicuri che il metodo usato può essere migliorato, rendendo anche meno probabile lo sviluppo di un tumore e di altre anomalie nelle cellule modificate. Una possibilità è modificare solo temporaneamente l'espressione genica nelle cellule iPS, invece di inserire in modo permanente i geni che codificano per i fattori di trascrizione, afferma Jeanne Loring, ricercatrice in cellule staminali allo Scripps Research Institute a La Jolla, in California. Lei osserva che le cellule iPS possono essere generate dalla pelle e da altri tessuti facili da ottenere, mentre il metodo di Rafii parte da cellule dei vasi sanguigni, che sono più difficili da prelevare e da mantenere in vita in laboratorio.Il tempo dirà quale approccio avrà successo. Ma gli ultimi progressi hanno risollevato lo spirito dei ricercatori, tanto a lungo frustrati dall'incapacità di generare cellule staminali del sangue dalle cellule iPS. "Molti sono stati ingannati dalla difficoltà, arrivando a dire che queste cellule non esistono in natura e che non è possibile indurle a diventare altro", dice Bhatia. "Io speravo che i critici si sbagliassero, e ora so che si sbagliavano."(L'originale di questo articolo è stato pubblicato su Nature il 17 maggio 2017 . Traduzione ed editing a cura di Le Scienze. Riproduzione autorizzata, tutti i diritti riservati.)