Vasi sanguigni da cellule staminali indotte

Usate delle iPSCs per generare cellule progenitrici vascolari per ottenere nel modello animale vasi sanguigni funzionanti

Vasi sanguigni di lunga durata 'generati' nei topi con cellule umane riprogrammate. E' l'impresa di un team di ricercatori Usa del Massachusetts General Hospital. Gli scienziati hanno usato cellule progenitrici vascolari derivate da staminali pluripotenti indotte (iPSCs) per generare nel modello animale vasi sanguigni funzionali che sono durati più di 9 mesi.
In un report pubblicato su 'Pnas' i ricercatori descrivono come sono riusciti a generare questi vasi sanguigni sulla superficie esterna del cervello e sotto la pelle dei topi, usando appunto le iPSCs - cellule adulte riprogrammate che hanno molte caratteristiche delle staminali embrionali - sia da adulti sani che da soggetti con diabete di tipo 1.
"La scoperta di strade per portare le cellule mature a uno stato 'stem-like' che permetta loro di differenziare in diversi tipi di tessuto ha attribuito un enorme potenziale al campo della medicina rigenerativa a base di cellule, ma la sfida di derivare cellule funzionali da queste iPSCs rimane ancora", osserva Rakesh Jain, direttore dello Steele Laboratory for Tumor Biology al Massachusetts General Hospital e coautore senior dello studio. "Il nostro team - continua - ha sviluppato un metodo efficace per generare cellule precursori vascolari da iPSCs umane e le ha usate per creare reti di vasi sanguigni ingegnerizzati in topi viventi".

La capacità di rigenerare o riparare i vasi sanguigni potrebbe fare la differenza nel trattamento delle malattie cardiovascolari e di altre condizioni patologiche causate da danni ai vasi sanguigni, come le complicazioni vascolari del diabete, sottolineano gli esperti. Quello di fornire un apporto vascolare a un tessuto rigenerato rimane uno dei più grandi ostacoli agli sforzi di costruire organi solidi con le 'arti' dell'ingegneria tissutale.

Diversi studi precedenti hanno generato da staminali pluripotenti indotte i tipi di cellule necessarie per costruire vasi del sangue ma quelle cellule non potrebbero formare vasi di lunga durata, una volta introdotte in modelli animali.
"La più grande sfida che abbiamo affrontato durante la prima fase di questo progetto è stata stabilire un protocollo affidabile per generare linee di cellule endoteliali che producono grandi quantità di cellule progenitrici in grado di generare vasi forti e duraturi", spiega lo scienziato Dai Fukumura, coautore senior dello studio.
Il team ha adattato un metodo originariamente usato per derivare cellule endoteliali da cellule staminali embrionali umane. Ma mentre quel metodo utilizzava una sola proteina marker per identificare i progenitori vascolari, stavolta sono stati usati altri due marcatori proteici di potenziale vascolare. A due settimane dall'impianto le cellule avevano formato reti di vasi perfusi dal sangue che sembravano funzionare bene come i vasi naturali adiacenti. e hanno continuato a funzionare per 280 giorni negli animali. Mentre l'impianto delle popolazioni combinate di precursori sotto la pelle degli animali ha sì generato vasi sanguigni funzionali, ma ha richiesto l'impianto di un numero cinque volte più elevato di cellule, e i vasi sono risultati di breve durata.
I ricercatori hanno cercato di verificare se anche i pazienti con diabete di tipo 1, malattia che può danneggiare i vasi, possono beneficiare della capacità di produrre nuovi vasi sanguigni. Le potenzialità, concludono gli scienziati, ci sono ma prima vanno affrontate sfide come la variabilità delle linee di staminali pluripotenti indotte e le problematiche di sicurezza.

Leggi l'articolo scientifico
Shom Goel, Dai Fukumura, Rakesh K. Jain. "Normalization of the tumor vasculature through oncogenic inhibition: An emerging paradigm in tumor biology" Proceedings .. (2012) DOI: 10.1073/pnas.1203794109

Fonte: (18/07/2013)
Pubblicato in Biochimica e Biologia Cellulare
Tag: iPSCs, staminali pluripotenti, IPSC, staminali adulte, staminali embrional

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