Nuovi segreti dell'autismo con le cellule staminali umane

Nuovi segreti dell'autismo con le cellule staminali umane

Un disturbo umano che cambia la vita, l’ASD o più comunemente noto come disturbo dello spettro autistico, lascia dietro di sé una disabilità devastante. Studi clinici su storie familiari multiple e gemelli hanno dimostrato che alcuni casi di ASD sono genetici. Tuttavia, la maggior parte non rientra in questa categoria e si manifesta in modo improvviso, intermittente o idiopatico nei bambini piccoli.

Presso l’Hussman Institute of Autism (HIA) negli Stati Uniti, un team ha studiato metodi futuri legati all’uso di cellule staminali pluripotenti indotte, o iPSC. Quando indotto sperimentalmente, un gruppo di cellule staminali umane mature provenienti dalla pelle o dal sangue ha il potenziale di differenziarsi nella maggior parte dei tipi di cellule del corpo. Dal 2006 il processo di inserimento e differenziazione è stato periodicamente aggiornato. "Uno degli aspetti entusiasmanti del lavoro con le iPSC è che possiamo studiare l'autismo nei neuroni umani che hanno il preciso background genetico di un particolare autismo", ha affermato John P. Hussman, direttore esecutivo dell'HIA.

I “mini-cervelli”, o organoidi, derivati ​​dalle cellule iPS di pazienti con ASD sono stati creati da un altro gruppo di ricerca di Yale. Si scopre che i mini-cervelli ASD sono costituiti da neuroni inibitori, un tipo di cellula nervosa che prolifera e blocca la produzione di una proteina chiamata FOXG1, quindi riporta quei neuroni al loro numero normale di popolazione.

Uno studio finanziato dal CIRM e condotto da Rusty Gage su un modello di cellule staminali secondarie di ASD, che suggerisce nuove prove per le anomalie iniziali dello sviluppo neurologico nei pazienti con ASD, è stato pubblicato sulla rivista Nature Molecular Psychiatry dal Salk Institute (USA) in collaborazione con scienziati dell'UC San Diego.

In condizioni cliniche, Gage e un team di ricercatori hanno cercato di generare cellule iPS, in particolare da pazienti selezionati con ASD, che avevano una crescita cerebrale fino al 23% più rapida durante l’infanzia. Sotto costante studio, i ricercatori hanno esaminato come le cellule iPS di questi individui selezionati con ASD si siano sviluppate in cellule staminali cerebrali. La fase successiva della crescita ha trasformato queste cellule staminali cerebrali in cellule nervose. L'intera traiettoria di crescita è stata mappata e confrontata con quella delle cellule iPS sane di individui normali.

Osservando attentamente la procedura, il team ha rapidamente riscontrato un problema con la proliferazione delle cellule staminali cerebrali per generare nuove cellule nervose nel cervello. Il processo è chiamato neurogenesi. È stato prodotto un eccesso di cellule nervose perché le cellule staminali cerebrali estratte dalle cellule ASD-iPS mostravano una neurogenesi aggiuntiva rispetto alle normali cellule staminali cerebrali. Le cellule nervose non erano in grado di inviare segnali e di stabilire un sistema di trasmissione funzionante. A causa della mancanza di connessioni sinaptiche tra questi neuroni aggiuntivi, le loro prestazioni sono rimaste anormali, il che rappresenta un’incapacità di essere meno efficaci rispetto ai neuroni sani.

In questo caso, per trattare le cellule nervose è stato utilizzato l’IGF-1, un farmaco attualmente in sperimentazione clinica per il probabile trattamento dell’autismo. Il team ha notato una correzione parziale dell’attività anomala osservata nei neuroni ASD. Secondo un comunicato stampa di Salk, il gruppo prevede di utilizzare le cellule dei pazienti per studiare i meccanismi molecolari dietro gli effetti dell'IGF-1, in particolare per esaminare i cambiamenti nell'espressione genetica durante il trattamento.

L'opinione di Gage è: "Questa tecnologia ci permette di generare visioni sullo sviluppo dei neuroni che sono stati ostinati in passato. Siamo entusiasti della possibilità di utilizzare metodi con cellule staminali per decifrare la biologia dell'autismo e potenzialmente cercare nuovi trattamenti farmacologici per questo." disturbo debilitante”.

Ispirato da Richa Verma