Un piccolo paziente colpito da una devastante malattia genetica che provoca lesioni sulla pelle è guarito grazie al trapianto di una nuova pelle generata a partire dalle sue cellule staminali, modificate con terapia genica. Il risultato è stato raggiunto con il lavoro fondamentale di un gruppo di ricercatori italiani, che hanno ottenuto anche un significativo avanzamento di conoscenza nella biologia dell'epidermidedi Valentina Murelli

Il piccolo Hassan, dopo il trapianto di pelle transgenica è guarito dalla malattia che causava lesioni alla pelle al minimo trauma, e ora può anche giocare a pallone. (Credit: Ruhr-University Bochum)

Il gruppo di Modena; da sinistra: Elena Enzo, Oriana Romano, Sonia Carulli, Alessia Secone Seconetti, Sergio Bondanza, Graziella Pellegrini, Michele De Luca, Laura De Rosa, Daniela Quaglino, Roberta Contin e Silvio Bicciato. (Credit: Francesca La Mantia)

vettore virale contenente la versione corretta del gene LAMB3, cioè una sequenza di materiale genetico virale opportunamente modificato per accogliere e veicolare il gene di interesse, in modo che possa integrarsi nel genoma dell'ospite e fare le veci di quello difettoso.

Un momento del trapianto.

(Credit: Ruhr-University Bochum)

Ce n'è un altro, relativo a un significativo avanzamento di conoscenza nell'ambito della biologia dell'epidermide e frutto di un lavoro in più che, insieme alla necessità di seguire nel tempo l'evoluzione delle condizioni di Hassan, giustifica la pubblicazione dei risultati a due anni di distanza dalla terapia.

Lembo di epidermide coltivata su fibrina. (Credit: CMR Unimore)

Sapevamo bene che la pelle

Li chiamano "bambini farfalla" perché hanno la pelle fragile come le ali di questi insetti. Sono i bambini che soffrono di epidermolisi bollosa, devastante malattia genetica che colpisce la pelle provocando la formazione di bolle, ulcere e lesioni in seguito al minimo trauma, ed è spesso incompatibile con una vita normale o con la vita stessa.A parte medicamenti palliativi, finora non si poteva fare molto contro la malattia, ma oggi un articolo pubblicato da "Nature" annuncia un grandissimo passo in avanti. Per la prima volta, un bambino farfalla ha potuto "cambiare ali" grazie al trapianto di una nuova pelle generata in laboratorio a partire dalle sue cellule staminali, modificate con terapia genica.Quasi due anni dopo l'ultimo intervento il bimbo sta bene: va a scuola, gioca a pallone e litiga con il fratellino come non ha mai potuto fare prima. Un grande risultato clinico, frutto di una collaborazione tra clinici, biologi e biotecnologi europei, con il lavoro in prima linea del gruppo di Michele De Luca del Centro di medicina rigenerativa “Stefano Ferrari” dell'Università di Modena e Reggio Emilia.Oggi De Luca può dichiararsi doppiamente felice. Da un lato, c'è la soddisfazione di aver salvato una vita con un approccio che per la prima volta ha permesso la sostituzione completa di un tessuto solido con tessuto transgenico. Dall'altro, quella di aver messo fine a un'annosa diatriba scientifica sul meccanismo di rigenerazione delle cellule della pelle, dimostrando in modo definitivo che a guidarla è un piccolo gruppo di cellule staminali long-lived, di lunga durata.La storia di questo doppio successo comincia nel giugno 2015, quando all'ospedale pediatrico di Bochum, in Germania, arriva Hassan, un bambino di sette anni affettoda epidermolisi bollosa giunzionale, una delle forme più gravi della malattia (il 40 per cento dei bambini colpiti non supera l'adolescenza).A causarla, nel suo caso, è una mutazione del gene LAMB3, codificante per una componente di una proteina chiamata laminina-332, coinvolta nell'ancoraggio dell'epidermide, lo strato più superficiale della pelle, al derma, lo strato sottostante. Se la laminina manca o è difettosa l'ancoraggio non funziona, provocando un'estrema fragilità della pelle: basta una minima frizione o un piccolo trauma a causare la formazione di dolorosissime bolle, ulcere e lacerazioni. In più, aumenta il rischio di sviluppare cancri aggressivi della pelle.Le condizioni di Hassan sono sempre state piuttosto complicate, ma nelle settimane precedenti il ricovero erano molto peggiorate, con infezioni multiple e distacco di grandi quantità di pelle. Un peggioramento forse non inaspettato se si considera la storia personale del bambino: Hassan e la sua famiglia sono profughi siriani, accolti in Germania come rifugiati. Di sicuro la fuga dalla guerra e l'arrivo in un paese straniero non hanno giovato alla già complessa gestione della malattia.A Bochum i medici non possono fare molto, salvo indurre un coma farmacologico per risparmiare dolore al bambino e spiegare ai genitori che l'unica possibilità per cercare di salvarlo è un approccio sperimentale che combina terapia con cellule staminali e terapia genica, messo a punto da un gruppo di ricerca italiano. I genitori acconsentono.La squadra modenese può mettersi al lavoro, forte di due esperienze fondamentali. Una è quella nell'ambito della riparazione delle grandi ustioni con lembi di pelle sana coltivati in laboratorio a partire da staminali del paziente stesso, di cui De Luca è stato tra i pionieri. L'altra è la prima sperimentazione clinica di terapia genica di epidermolisi bollosa giunzionale, risalente al 2006: "Un'esperienza di successo – ricorda lo scienziato – ma relativa a un caso più moderato e al trattamento di una minima parte del corpo, mentre ad Hassan andava sostituita la quasi totalità della pelle. Poco meno di un metro quadrato".Anche nel 2015, come nove anni prima, quella realizzata è una terapia genica classica: le cellule staminali recuperate da una biopsia cutanea del bambino sono state trattate con unA questo punto, le cellule corrette sono state coltivate fino a ottenere tanti fazzoletti di pelle transgenica (quadrati dal lato compreso tra i 7 e i 12 centimetri), pronti per essere trapiantati.Tutto lavoro fatto a Modena, nei laboratori di Holostem Terapie Avanzate, spin off dell'Università di Modena e Reggio Emilia e di Chiesi Farmaceutici dedicato alla produzione di cellule staminali epiteliali per applicazioni di medicina rigenerativa.Bisogna immaginare 48 ore di lavoro frenetico in laboratorio e poi una corsa contro il tempo per raggiungere la Germania, perché i tessuti, una volta pronti, non possono aspettare. Per non correre rischi, la prima volta la pelle transgenica ha viaggiato su un jet privato, fino alla sala operatoria di Bochum. La conferma che ne era assolutamente valsa la pena è arrivata dieci giorni dopo il primo intervento, quando la rimozione delle garze ha rivelato una pelle rosea e sana.Per De Luca la soddisfazione di avercela fatta ripaga di colpo la delusione di aver dovuto interrompere per alcuni anni il lavoro pionieristico sulla terapia genica dell'epidermolisi bollosa. Il riferimento è allo stop imposto dall'approvazione di una normativa europea che ha equiparato tutte le terapie cellulari, comprese quelle geniche, a farmaci, imponendo criteri produttivi molto stringenti, le cosiddette procedure Good Manufacturing Practices (GMP)."Era il 2007, noi non avevamo strutture per lavorare in GMP e abbiamo dovuto organizzarci. Costruire un centro in grado di farlo, certificarlo, avviare le prime lavorazioni con Holostem Terapie Avanzate. All'inizio ero furioso, ma le nefandezze del caso Stamina hanno dimostrato che era una strada necessaria: il rigore deve essere massimo", ricorda De Luca.Ora, il ritorno alla vita della piccola farfalla siriana ha infuso nuovo entusiasmo nel gruppo, che sta già lavorando a due altre sperimentazioni in collaborazione con la Clinica dermatologica dell'Ospedale universitario di Salisburgo. L'obiettivo è riuscire a portare la terapia genica a tutti i bambini che soffrono di epidermolisi bollosa. "Tenendo però conto del fatto – precisa De Luca – che le forme della malattia sono molto diverse, perché sono diversi i difetti molecolari responsabili e i problemi clinici correlati, per cui andranno sviluppate soluzioni specifiche per ogni situazione".Come abbiamo anticipato, però, il successo clinico di oggi e le nuove prospettive terapeutiche non sono l'unico motivo di orgoglio per il gruppo di De Luca.è un tessuto che si rinnova completamente circa una volta al mese, ma non altrettanto bene chi guidi questa rigenerazione. Due le ipotesi: o un piccolo gruppo di cellule staminali di lunga durata in grado di auto-rinnovarsi di continuo, o un gruppo più esteso di progenitori già parzialmente differenziati. In realtà alcuni dati indiretti sostenevano la prima ipotesi, ma mancava una conferma diretta.Smessi i panni dei clinici, De Luca e collaboratori hanno indossato quelli dei ricercatori, perché l'opportunità di studio che avevano davanti era straordinaria: un'epidermide transgenica, che permetteva di seguire in vivo, in un essere umano, il destino di ogni sua singola cellula. Un "effetto collaterale" positivo della terapia genica perché, quando si integrano, i vettori lo fanno in posti differenti da cellula a cellula."I siti di integrazione diventano quindi marcatori molecolari che identificano con estrema precisione ogni singola cellula e il clone di cellule che, divisione dopo divisione, ne deriva" spiega De Luca. Basta fare un'analisi dei cloni – prima quelli da trapiantare, poi quelli contenuti in piccole biopsie cutanee prelevate a distanza di tempo dall'intervento – per capire da dove arriva esattamente ogni cellula. In realtà si tratta di un lavoro immenso, tra colture cellulari e sequenziamento di DNA, oggi per fortuna ampiamente automatizzato.I dati ottenuti parlano chiaro: quattro mesi dopo l'intervento, molti dei siti di integrazione erano stati persi, a conferma che le cellule presenti derivavano da poche cellule di partenza, il piccolo gruppo di staminali di lunga durata di cui si parlava. Un'informazione importantissima ricavata da un paziente e che ha a sua volta una ricaduta clinica, perché suggerisce l'importanza di partire dal clone giusto, ricco di staminali, quando si fa medicina.