LE CELLULE STAMINALI CEREBRALI RIPARANO I TESSUTI ATTACCATI DALLA SCLEROSI MULTIPLA

Un approccio innovativo è stato sviluppato sui topi dai ricercatori dell'Istituto Scientifico S. Raffaele e alimenta nuove speranze per la terapia sulla Sclerosi Multipla.
Saranno ancora necessari almeno cinque anni per sviluppare potenziali applicazioni terapeutiche per l'uomo.

Milano, 16 aprile 2003. Le cellule staminali cerebrali, iniettate nel circolo sanguigno dei topi con la forma sperimentale di sclerosi multipla, possono accedere al sistema nervoso centrale e riparare la mielina danneggiata nelle aree infiammate. Lo ha dimostrato un recente studio condotto dai ricercatori dell'Istituto Scientifico S. Raffaele di Milano. Questa scoperta apre nuove e promettenti strade per lo sviluppo di terapie neuroprotettive per il trattamento della Sclerosi Multipla.

Lo studio è stato condotto dagli scienziati dell'Unità di Neuroimmunologia dell'Ospedale S. Raffaele guidati da Gianvito Martino, in collaborazione con l'Unità Cellule Staminali Neurali dell'Istituto di Ricerca di Cellule Staminali guidato da Angelo L. Vescovi.

Nature, la prestigiosa rivista scientifica internazionale, ha dedicato allo studio un ampio articolo nel proprio numero del 17 Aprile. L'articolo è stato pubblicato in versione integrale, accompagnato da notizie e commenti dedicati all'argomento.

La Sclerosi Multipla (SM) è una malattia neurologica cronica e grave, largamente diffusa in tutto il mondo.

In Italia attualmente essa colpisce oltre 50.000 pazienti, con circa 1.800 nuovi casi registrati ogni anno. La SM preferibilmente colpisce giovani adulti, ha alti costi sociali (circa 30.000-50.000 Euro all'anno per ogni paziente) e costituisce una vera emergenza a livello clinico e sociale.

Nella SM, la grave manifestazione infiammatoria di origine ignota determina il danno della mielina che avvolge le estensioni periferiche (assoni) delle cellule nervose. Nel cervello sano i neuroni "dialogano" tra di loro inviando specifici segnali elettrici attraverso queste estensioni. Le conduzioni elettriche possono diramarsi attraverso la presenza della mielina, un composto proteo-lipidico prodotto da cellule specializzate chiamate oligodentrociti che isolano gli assoni. Nei pazienti di SM, la demielinizzazione si manifesta in modalità multifocale, coinvolgendo molteplici aree del cervello e midollo spinale, causando la distruzione anatomica e del tessuto, risultante in lesioni irreversibili da cui dipende la progressione della malattia e l'irreversibile disabilità clinica.

Le terapie per la SM oggi consistono nei farmaci immunosoppressori e immunomodulatori, che hanno un'efficacia limitata, principalmente ristretta alle fasi iniziali della malattia, quando l'infiammazione è meno pronunciata e il danno e deficit neurologico è sostanziale.

Lo studio di Pluchino et al. è stato sviluppato in topi affetti da encefalomielite sperimentale autoimmune (il modello animale della SM) ed ha dimostrato che le cellule staminali del cervello, quando sono somministrate per via iniezione endovenosa o endocerebrale sono in grado di raggiungere le aree del cervello e del midollo spinale danneggiate dalla malattia. Una volta raggiunte le aree demielinizzate, le cellule staminali iniettate sono in grado di riavvolgere gli assoni la cui guaina mielinica era stata distrutta, e quindi di ripristinare le conduzioni assonali. Questo effetto è risultato misurabile solo quando le cellule sono state iniettate dopo l'insorgere della malattia e si è manifestato un mese appena dopo il trapianto delle cellule staminali.

"La novità di questo studio è rappresentata dalla possibilità di indurre la riparazione della mielina in molteplici aree del cervello e nel midollo spinale trapiantando cellule staminali non solo direttamente nel sistema nervoso centrale ma anche nel circolo sanguigno" dice Gianvito Martino, responsabile dell'Unità di Neuroimmunologia all'Istituto Scientifico San Raffaele. "La nostra scoperta apre nuove prospettive per i pazienti di SM e potrebbe rappresentare un passo cruciale per lo sviluppo dei trattamenti neuroprotettivi da utilizzare nelle fasi successive della malattia".

Angelo Vescovi, condirettore dell'Istituto di Ricerca sulle Cellule Staminali all'Istituto S. Raffaele di Milano, sottolinea: "La ragione per la quale le cellule staminali cerebrali mostrano questa straordinaria efficacia, va vista nella loro natura particolare. Mentre il cervello adulto contiene una piccola popolazione di cellule staminali residenti, non è chiaro il perché esse non riescono a riparare lesioni demielinizzanti. Questo può essere dovuto alla natura cronica del processo infiammatorio nella SM che, dopo anni, determina l'esaurimento dei gruppi di cellule staminali endogene".

"Quantità virtualmente illimitate di cellule staminali cerebrali possono essere ottenute in vitro coltura", dice Vescovi. "Per questa ragione le cellule staminali rappresentano una risorsa rinnovabile da usare per curare diverse malattie neurologiche. In questo studio abbiamo sfruttato le proprietà fisiologiche riparatorie delle cellule staminali cerebrali. Inizialmente le abbiamo prelevate da cervelli adulti, abbiamo prodotto un numero significativo di cellule in coltura e quindi le abbiamo restituite alla loro sede attraverso un trapianto sistemico in un modello di topo affetto da malattia neurologica. Abbiamo dimostrato che questo approccio è stato abbastanza efficace dal punto di vista terapeutico".

Lo studio descrive anche il meccanismo con il quale le cellule staminali cerebrali iniettate raggiungono le aree demielinizzate del sistema nervoso centrale e iniziano un programma di rimielinizzazione funzionale. La presenza di molecole specifiche (molecole di adesione) sulla superficie delle cellule staminali è la caratteristica principale; queste molecole permettono alle cellule staminali neurali di percepire segnali di pericolo - quale l'infiammazione che si produce nel cervello dei pazienti di SM- e per conseguenza esse entrano nel cervello e riparano le aree danneggiate restituendo loro il comportamento di percezione del pericolo.

Infine, l'efficacia del trapianto delle cellule staminali cerebrali nel modello di topo di SM non sembra semplicemente dipendere dalla loro efficacia nel riparare direttamente il tessuto danneggiato. Le cellule trapiantate hanno anche la capacità di aiutare le cellule endogene produttrici di mielina a riparare le lesioni. Questo può esser dovuto al fatto che le cellule staminali cerebrali anche inibiscono l'astroglisosi endogena, che è il meccanismo fisiologico riparatore delle lesioni di SM, riabilitando in tal modo le cellule formatrici di mielina residenti a contribuire alla riparazione.

Gianvito Martino specifica: "Non sappiamo ancora se questo trattamento - efficace nei topi - è in grado di mostrare la stessa efficacia nell'uomo. In ogni caso è di grande interesse notare che per la prima volta siamo stati in grado di ottenere un ripristino funzionale dell'omeostasi di tessuti senza alcun sussidio farmacologico, semplicemente usando alcune proprietà biologiche delle cellule staminali cerebrali, quindi limitando possibilmente ogni effetto collaterale delle terapie con i farmaci.
Ci vorrà ancora del tempo prima che la terapia con le cellule staminali neurali possa essere applicata all'uomo. Il prossimo passo sarà stabilire la sicurezza e l'efficacia delle cellule staminali cerebrali umane, già disponibili nei nostri laboratori, in un modello di primate non umano - quale la marmosetta - con sclerosi multipla. In caso di successo i risultati ottenuti sulle scimmie saranno utilizzati per programmare ed avviare gli studi sull'uomo. Saranno necessari più di cinque anni di lavoro prima di poter trarre conclusioni definitive.

Il progetto è stato sostenuto dall'Associazione Italiana Sclerosi Multipla, il Progetto Mielina, l'Unione Europea, la Fondazione Agarini e la BMW Italia.

Studio pubblicato su Nature il 17 aprile 2003.