luglio 2008


Le malattie che colpiscono in modo specifico il muscolo scheletrico sono spesso associate alla distruzione progressiva delle fibre muscolari e, in molti casi, alla sostituzione del tessuto muscolare con tessuto fibroso e adiposo. Questo è il caso delle distrofie muscolari, un gruppo di diverse patologie, tra le quali la più comune e la più grave è la distrofia muscolare di Duchenne (Dmd).

La Dmd è una malattia genetica rara causata dalla mutazione di un gene che si trova sul cromosoma X e che codifica per la distrofina, una proteina essenziale che compone l’impalcatura delle cellule muscolari. La patologia è caratterizzata da un progressivo indebolimento dell’intero tessuto muscolare scheletrico, compresi i muscoli respiratori e cardiaci, che porta alla completa immobilità e alla morte. I primi sintomi si manifestano intorno ai tre anni e l’aspettativa di vita, pur raddoppiata negli ultimi anni, non supera in media i 25-30 anni. Essendo legata al cromosoma X la Dmd è trasmessa dalle madri, colpisce solo i maschi ed ha un’incidenza di un bambino su 3500. Si stima che in Italia siano 5000 le persone affette da Dmd.

 

Ad oggi, una cura per la distrofia muscolare di Duchenne e Becker non esiste. Da diversi anni, gli scienziati stanno procedendo su più fronti per sviluppare una terapia in grado di bloccare, o almeno rallentare, la degenerazione muscolare in corso. L’obiettivo più ambizioso della comunità scientifica è di riuscire a sostituire il gene difettoso della distrofina con uno completamente sano con tecniche di terapia genica, o di fornire direttamente il gene sano mediante l’utilizzo di cellule staminali, la cosiddetta terapia cellulare. In questo campo, uno degli studi più avanzati e promettenti a livello internazionale è quello portato avanti da Giulio Cossu, professore di Istologia dell’Università di Milano. La sua linea di ricerca è basata sull’utilizzo dei mesoangioblasti, particolari cellule staminali normalmente associate ai vasi sanguigni identificate dal team di Cossu nel 2002 come cellule capaci di rigenerare il tessuto muscolare danneggiato e ripristinare la sua funzionalità. Uno degli aspetti più interessanti dei mesoangioblasti è che se introdotte nella circolazione sanguigna sono in grado di migrare fuori dall’endotelio dei vasi e colonizzare i tessuti circostanti. Con due importanti lavori pubblicati nel 2003 su Science e nel 2006 su Nature, il gruppo italiano è riuscito a dimostrare l’effetto benefico di queste cellule staminali in studi condotti su due modelli, murini e canini di distrofia: i mesoangioblasti si fondono con le fibre muscolari esistenti, producono la distrofina sana e rigenerano così il tessuto muscolare.

 

Nonostante questi ottimi risultati, la distrofia muscolare serba ancora un ostacolo per la messa a punto di un’efficace terapia cellulare nell’uomo: l’efficienza di integrazione delle cellule staminali nei muscoli danneggiati. Innanzitutto, i muscoli scheletrici rappresentano il tessuto più abbondante del nostro organismo e sono composti da cellule multinucleate che non si dividono, caratteristiche che li rendono un difficile bersaglio per l’integrazione di cellule staminali e per una loro estesa diffusione all’intero tessuto. Inoltre, la degenerazione muscolare associata alla Dmd è accompagnata da un processo d’infiammazione seguito da un tipo di cicatrizzazione che riduce l’apporto di sangue e ossigeno ai muscoli. Ciò scatena un meccanismo di degenerazione che con il tempo conduce alla sostituzione del tessuto muscolare con tessuto fibroso e adiposo. A questo punto i muscoli sono danneggiati in maniera irreversibile: le poche fibre muscolari rimaste non sono quasi più irrorate e sono circondate da tessuto connettivo, il che rende impossibile intervenire con strategie di terapia cellulare.

Questi meccanismi cellulari patologici si riflettono nel tipico progressivo avanzamento della malattia. Il che si traduce nella speranza di poter curare in futuro bambini affetti da Dmd in uno stadio precoce ma non pazienti in uno stadio più avanzato.

 

Un nuovo studio coordinato da Giulio Cossu e condotto dal team del San Raffaele Biomedical Park Foundation di Castel Romano, pubblicato on-line su Nature Medicine il 27 luglio, dimostra come l’induzione di rivascolarizzazione e di rimodellamento del tessuto muscolare possa essere una nuova strategia per aggirare questo ostacolo e riuscire ad estendere la terapia cellulare con mesoangioblasti a tutti i pazienti. Il lavoro – finanziato da Parent Project onlus, BMW, AFM (Association Francaise contre les Myopathies), Ministero della Salute e Ricerca e Comunità Europea – è stato condotto da Cesare Gargioli insieme a Marcello Coletta e al gruppo dell’Università di Tor Vergata composto da Fabrizio De Grandis e Stefano Cannata.

 

I ricercatori hanno utilizzato fibroblasti dei tendini ingegnerizzati geneticamente in maniera tale da esprimere la metalloproteinasi 9 (MMP9), molecola in grado di degradare il collagene che si accumula nei muscoli durante il processo di degenerazione, ed il Fattore di Crescita derivato dalla Placenta (PlGF), noto per la sua capacità di indurre la formazione di nuovi vasi sanguigni. Esperimenti in cui i fibroblasti geneticamente modificate sono stati iniettati in muscoli di topi distrofici in età avanzata (12 mesi) hanno dimostrato una notevole riduzione del tessuto connettivo e adiposo, e la formazione di un esteso network di vasi sanguigni. Una condizione molto simile a quella che si osserva nei topi distrofici più giovani (2 mesi) in cui la degenerazione muscolare è ancora allo stadio iniziale.

A seguito del suddetto trattamento, è stato effettuato un trapianto di mesoangioblasti per via sistemica, ovvero mediante iniezione nella circolazione sanguigna, per saggiare l’efficienza d’impianto delle cellule staminali nel tessuto muscolare danneggiato. I risultati si sono dimostrati molto interessanti: i mesoangioblasti sono in grado di migrare nel tessuto bersaglio e d’impiantarsi specificatamente nei muscoli precedentemente trattati con i fibroblasti ingegnerizzati. Ulteriori dati riportati nello studio mostrano inoltre come questo processo d’integrazione sia comparabile a quello che si ottiene con esperimenti di terapia cellulare in topi giovani. Il trapianto di mesoangioblasti è infatti accompagnato da un notevole miglioramento dello stato istopatologico dei muscoli con una riduzione del numero di fibre in degenerazione e un aumento di quelle in rigenerazione.

 

Lo studio condotto dal gruppo italiano dimostra così come il rimodellamento e la rivascolarizzazione del tessuto muscolare, mediati dai  fattori MMP9 E PlGF, possa essere l’elemento chiave per un benefico trapianto di mesoangioblasti anche in modelli animali “anziani”. Questi risultati offrono la prospettiva di poter un giorno estendere le nuove terapie a soggetti che, per il progredire della malattia, oggi non sono elegibili.  Tuttavia, occorre ricordare che parliamo di risultati ancora a livello pre-clinico in modelli animali e che ulteriori studi saranno necessari per estendere la strategia all’uomo. Ad esempio, nei topi, ma non negli umani, la rigenerazione muscolare continua anche nelle fasi avanzate della distrofia e questo potrebbe rendere più difficile l’approccio terapeutico nei pazienti. Bisogna inoltre prendere in considerazione le dimensioni dei muscoli umani, per i quali un’evoluzione della strategia presentata si rivelerà necessaria.

 

 

Francesca Ceradini

www.parentproject.org/italia

 

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 La terapia genica va in soccorso dei malati di beta-talassemia. I ricercatori dell’Istituto San Raffaele-Telethon per la Terapia Genica (Hsr-Tiget) e dell’Università Vita-Salute San Raffaele di Milano hanno impiantato nei topi cellule staminali emopoietiche – cioè quelle cellule destinate a crescere e a differenziarsi in cellule del sangue – modificate attraverso la terapia genica. Il risultato, pubblicato on line su Proceedings of the National Academy of Sciences (Pnas), è stato quello di ottenere una normale produzione di globuli rossi. La scoperta, a cui ha preso parte anche il Kings College di Londra, fornisce una valida alternativa al trapianto di staminali del midollo osseo, oggi unica terapia in grado di assicurare una guarigione definitiva.

La beta-talassemia, o morbo di Cooley, è dovuta a un difetto nel gene della beta-globina che regola la corretta sintesi dell’emoglobina (la proteina contenuta nei globuli rossi del sangue che normalmente trasporta l’ossigeno ai tessuti dell’organismo). Questa forma è la più grave fra tutte le talassemie e colpisce in modo particolare le popolazioni del bacino del Mediterraneo: solo in Italia, i pazienti sono circa seimila.

La nuova strategia prevede di prelevare le cellule staminali del malato e iniettarvi un vettore virale, un comune virus reso innocuo, contenente una copia corretta del gene della beta globina. Le cellule trattate vengono poi iniettate nel paziente e danno vita a globuli rossi sani. Nel modello animale la terapia ha dimostrato di funzionare fin dal 2000, quando i ricercatori hanno cominciato a sfruttare virus-navicella ricavati dall’Hiv. Per la prima volta però è stato dimostrato che le cellule staminali modificate sono avvantaggiate rispetto a quelle malate e riescono a compiere perfettamente il percorso fino allo stadio di globulo rosso. “In altre parole non importa se le cellule staminali corrette sono soltanto una parte”, spiega Giuliana Ferrari, coordinatrice dello studio e responsabile dell’Unità di trasferimento genico in cellule staminali al San Raffaele Tiget: “Nel modello animale basta l’attecchimento del 30-50 per cento delle cellule trapiantate con il gene giusto per ripopolare completamente il sangue di globuli rossi funzionanti”. Il prossimo passo sarà quello della sperimentazione clinica sull’essere umano, prevista entro due anni. (r.p.)

Fonte: Galileo