Le cellule staminali sono da tempo considerate una promessa per il futuro della medicina, poiché hanno il potenziale di rivoluzionare il modo in cui curiamo e preveniamo le malattie, e un nuovo studio condotto da ricercatori della Cedars-Sinai Health Sciences University e dell’Università della California, San Francisco (UCSF) potrebbe fornire la spinta tanto attesa verso nuovi obiettivi.
Il team ha creato delle cellule sintetiche, chiamate “organizzatori sintetici”, in grado di guidare lo sviluppo delle cellule staminali in tessuti e organi specifici. Immaginate un direttore d’orchestra che, con gesti precisi, indica a ogni musicista cosa suonare: queste cellule sintetiche agiscono in modo simile, “istruendo” le staminali su come trasformarsi.
“Possiamo utilizzare questi organizzatori sintetici per indirizzare le cellule staminali verso la creazione di diverse parti dell’embrione precoce o verso la formazione di un cuore o di altri organi”, ha spiegato il Dr. Ophir Klein, uno degli autori dello studio.
Ma come funzionano questi “organizzatori”? Prendiamo spunto da quanto accade in natura: durante le prime fasi dello sviluppo embrionale, alcune cellule agiscono come guide, organizzando le cellule staminali e fornendo loro istruzioni per il loro sviluppo. I ricercatori hanno replicato questo meccanismo in laboratorio, ingegnerizzando cellule in grado di auto-assemblarsi attorno alle cellule staminali embrionali di topo e di rilasciare specifiche molecole segnale, chiamate morfogeni.
I morfogeni sono fondamentali per lo sviluppo cellulare. In base alla loro concentrazione, determinano il destino di una cellula. Un po’ come se le cellule “leggessero” una mappa con diverse gradazioni di colore: un colore intenso potrebbe indicare alla cellula di diventare una cellula nervosa, un colore intermedio una cellula della pelle, e così via.
Attraverso un controllo preciso dei morfogeni, i ricercatori sono riusciti a indurre le cellule staminali a formare strutture complesse, come un cuore pulsante con una camera centrale e una rete di vasi sanguigni. Hanno persino replicato lo sviluppo di un embrione di topo dalla testa alla coda. Queste le parole del Dr. Wendell Lim, co-autore dello studio.
“Questa piattaforma di cellule organizzatrici sintetiche offre un nuovo modo di interagire con le cellule staminali e di programmare il loro sviluppo.Controllando e rimodellando il modo in cui le cellule staminali si differenziano e si sviluppano, potremmo essere in grado di far crescere organi migliori per il trapianto, creare organoidi per lo studio delle malattie e, in futuro, guidare la rigenerazione dei tessuti nei pazienti”.
Le potenziali applicazioni di questa tecnologia sono enormi: dalla medicina rigenerativa alla medicina personalizzata, dallo sviluppo di farmaci alla comprensione dello sviluppo umano, fino al trattamento di malattie croniche e genetiche.
“La straordinaria capacità di programmare le cellule staminali potrebbe un giorno permetterci di affrontare malattie complesse. Potremmo generare tipi di cellule specifiche, come una cellula beta per produrre insulina o un neurone per trattare il morbo di Parkinson, all’interno di un tessuto o persino di un intero organo. Questo lavoro apre molte nuove ed entusiasmanti possibilità”.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Cell, ma nonostante i risultati promettenti, è importante ricordare che la strada verso l’applicazione clinica di queste scoperte è ancora lunga.
