Un fattore di crescita isolato da cellule staminali umane mostra risultati promettenti in un modello di topo con sclerosi multipla.
Le cellule staminali mesenchimali umane (hMSCs) sono diventate una terapia popolare potenziale per numerose malattie autoimmune e neurologiche. Ma mentre queste cellule staminali derivate dal midollo osseo sono state studiate in grande dettaglio nel piatto, gli scienziati sanno poco su come modulare il sistema immunitario e promuovere la riparazione dei tessuti negli organismi viventi. Ora, un team di ricercatori ha scoperto un meccanismo molecolare attraverso il quale hMSCs favoriscono la ripresa in un modello murino con sclerosi multipla (SM). Secondo la ricerca, pubblicata online domenica (20 maggio) su Nature Neuroscience, un fattore di crescita prodotto dalle cellelule staminali combatte la SM in due modi: bloccando la risposta distruttiva autoimmune e riparando i danni neuronali. La scoperta potrebbe aiutare gli studi clinici in corso testando in anticipo cellule staminali come terapia per la SM. I ricercatori hanno identificato "un fattore unico che ha un'attività sorprendentemente potente di mediazione per la riparazione dei neuroni," ha dichiarato Jacques Galipeau, un ricercatore sulla terapia cellulare presso la Emory University di Atlanta, Georgia, che non era coinvolto nella ricerca. "L'entità dell'effetto su un modello murino di sclerosi multipla è una gran cosa."
La sclerosi multipla è una malattia autoimmune in cui il sistema immunitario attacca guaine mieliniche che circondano e proteggono le cellule nervose. L'attacco lascia i nervi esposti e in grado di inviare segnali al cervello e viceversa, con conseguente perdita delle abilità motorie, il coordinamento, la visione e abilità cognitive. Non esiste una cura per la SM e le terapie più attuali lavorano semplicemente per sopprimere il sistema immunitario, prevenendo ulteriori danni neuronali. Nessuno ha dimostrato la capacità di riparare la mielina danneggiata e neanche promuovere il recupero.
Nel 2009, Robert Miller e i suoi colleghi della Case Western Reserve University di Cleveland, Ohio, ha dimostrato che le celleule staminali mesenchimali umane (hMSCs) hanno drasticamente invertito i sintomi della sclerosi multipla in un modello murino della malattia. "Gli animali sono migliorati", ha ricordato Miller. La squadra ha ipotizzato che le cellule staminali sopprimono la risposta immunitaria e promuovono la rimielinizzazione.
Ma Miller voleva sapere esattamente ciò che le cellule stavano facendo. Per scoprirlo, il suo team ha isolato il mezzo su cui sono state coltivate le hMSCs per determinare se le cellule o qualcosa che loro hanno secretato fosse responsabile per il recupero osservato. Il mezzo era sufficiente per indurre il recupero nei topi, indicando quest'ultimo.
Per sapere esattamente quale molecola o molecole nel mezzo erano responsabili, i ricercatori hanno separato le proteine nel fluido basato sul peso molecolare e iniettato ciascuno isolato nei topi che presentano sintomi di SM. La soluzione del peso medio, delle proteine con masse tra 50 e 100 kilodalton (kDa), hanno causato il recupero. "Che ha eliminato un numero enorme di potenziali candidati", ha detto Miller. I ricercatori hanno poi ristretto nuovamente il campo con una ricerca bibliografica per una molecola che si adatta ai loro criteri: hanno secretato dalle hMSCs, 50-100 kDa in termini di dimensioni, e coinvolto nella riparazione dei tessuti. Essi hanno identificato il fattore di crescita degli epatociti (HGF), una citochina prodotta dalle cellule mesenchimali, che ha dimostrato di promuovere la rigenerazione dei tessuti e la sopravvivenza cellulare in numerosi esperimenti. Difatti, gli epatociti da soli bastavano a favorire la ripresa in modelli murini con Sm, e bloccando il recettore per gli epatociti in quei topi hanno bloccato il recupero. Il team ha anche dimostrato che HGF sopprime la risposta immunitaria in vivo ed accelera la rimielinizzazione dei neuroni in vitro. Infine, si è visto che HGF causa la rimielinizzazione in ratti con una lesione sul loro midollo spinale. "Mi sento abbastanza fiducioso che HGF sopprime la risposta immunitaria e guida anche la riparazione della mielina", ha detto Miller. Ci sono probabilmente altri fattori prodotti dalle hMSCs che contribuiscono all'effetto benefico delle cellule, ma HGF è certamente fondamentale, ha detto. "I dati sono convincenti", ha aggiunto Galipeau.
Attualmente ci sono diversi studi clinici sulle hMSCs in pazienti con SM in tutto il mondo, tra cui la sperimentazione aphase I presso la Cleveland Clinic in Ohio che è emerso dal lavoro nel laboratorio di Miller. Le nuove meccanicistiche informazioni potrebbero aiutare i ricercatori i ricercatori a progettare le terapie per selezionare le cellule che producono alti livelli di HGF, ha detto Miller, che dovrebbe promuovere la rimielinizzazione e massimizzare l'inversione dei sintomi.
Ma la ricerca pone una domanda:why not simply forgo the cells altogether? Questo è il punto per il dibattito. Miller sostiene che le cellule staminali agiscono come veicoli per il trasporto di HGF e altri potenziali fattori, direttamente al sistema nervoso centrale e di mantenere la produzione lì. Ma una singola proteina è una terapia molto più pratica, più facile e più economica da produrre, contrasta Galipeau. La migliore terapia della cellula è quella senza una cellula, ha detto. Identificare questi fattori e sperimentarli come singoli agenti è un importante elemento da fornire a breve termine della scienza sulle cellule staminali.
Fonte: http://ccsvi-ms.ning.com/profiles/blogs/human-stem-cells-shows-promising
Could Stem Cells Cure MS?
A growth factor isolated from human stem cells shows promising results in a mouse model of multiple sclerosis.
By Megan Scudellari | May 23, 2012
Human mesenchymal stem cells (hMSCs) have become a popular potential therapy for numerous autoimmune and neurological disorders. But while these bone marrow-derived stem cells have been studied in great detail in the dish, scientists know little about how they modulate the immune system and promote tissue repair in living organisms.
Now, one research team has uncovered a molecular mechanism by which hMSCs promote recovery in a mouse model of multiple sclerosis (MS).
According to research, published online Sunday (May 20) in Nature Neuroscience, a growth factor produced by hMSCs fights MS in two ways: blocking a destructive autoimmune response and repairing neuronal damage. The finding could help advance ongoing clinical trials testing hMSCs as a therapy for MS.
The researchers have identified “a unique factor that has surprisingly potent activity mediating neuron repair,” said Jacques Galipeau, a cell therapy researcher at Emory University in Atlanta, Georgia, who was not involved in the research. “The magnitude of the effect on a mouse model of MS is a big deal.”
MS is an autoimmune disease in which the immune system attacks myelin sheaths that surround and protect nerve cells. The attack leaves nerves exposed and unable to send signals to the brain and back, resulting in the loss of motor skills, coordination, vision, and cognitive abilities. There is no cure for MS, and most current therapies work to simply suppress the immune system, preventing further neuronal damage. None have demonstrated an ability to also repair damaged myelin and promote recovery.
In 2009, Robert Miller and colleagues at Case Western Reserve University in Cleveland, Ohio, demonstrated that hMSCs dramatically reversed the symptoms of multiple sclerosis in a mouse model of the disorder. “The animals got better,” recalled Miller. The team hypothesized that the stem cells suppress the immune response and promote remyelination.
But Miller wanted to know exactly what the cells were doing. To find out, his team isolated the medium on which the hMSCs were grown to determine if the cells or something they secreted was responsible for the observed recovery. The medium alone was enough to induce recovery in mice, pointing to the latter.
To find out exactly which molecule or molecules in the medium were responsible, the researchers separated the proteins in the fluid based on the molecular weight and injected each isolate into mice exhibiting symptoms of MS. The mid-weight solution, of proteins with masses between 50 and 100 kilodaltons (kDa), caused recovery. “That eliminated a huge number of potential candidates,” said Miller.
The researchers then narrowed the field again with a literature search for a molecule that fit their criteria: secreted by hMSCs, 50-100 kDa in size, and involved in tissue repair. They identified hepatocyte growth factor (HGF), a cytokine made by mesenchymal cells that has been shown to promote tissue regeneration and cell survival in numerous experiments. Sure enough, HGF alone was enough to promote recovery in the MS mouse models, and blocking the receptor for HGF in those mice blocked recovery. The team also demonstrated that HGF suppresses immune responses in vivo and accelerates remyelination of neurons in vitro. Finally, they saw that HGF causes remyelination in rats with a lesion on their spinal cord.
“I feel quite confident that HGF suppresses the immune response and also drives myelin repair,” said Miller. There are likely other hMSCs-produced factors that contribute to the cells’ beneficial effect, but HGF is certainly critical, he said. “The data are compelling,” added Galipeau.
There are currently several clinical trials testing hMSCs in MS patients around the world, including aphase I trial at the Cleveland Clinic in Ohio that emerged from the work in Miller’s lab. The new mechanistic information could help researchers designing those therapies to select cells that produce high levels of HGF, said Miller, which should promote remyelination and maximize symptom reversal.
But the research begs a question: why not simply forgo the cells altogether? That point is up for debate. Miller argues that stem cells act as vehicles to transport HGF, and other potential factors, directly to the central nervous system and maintain production there. But a single protein is a far more practical therapy—cheaper and easier to produce—than a cell therapy, countered Galipeau. “The best cell therapy is one done without a cell,” he said. “Identifying these factors and testing them as single agents is an important short-term deliverable of stem cell science.”
Le cellule staminali mesenchimali umane (hMSCs) sono diventate una terapia popolare potenziale per numerose malattie autoimmune e neurologiche. Ma mentre queste cellule staminali derivate dal midollo osseo sono state studiate in grande dettaglio nel piatto, gli scienziati sanno poco su come modulare il sistema immunitario e promuovere la riparazione dei tessuti negli organismi viventi. Ora, un team di ricercatori ha scoperto un meccanismo molecolare attraverso il quale hMSCs favoriscono la ripresa in un modello murino con sclerosi multipla (SM). Secondo la ricerca, pubblicata online domenica (20 maggio) su Nature Neuroscience, un fattore di crescita prodotto dalle cellelule staminali combatte la SM in due modi: bloccando la risposta distruttiva autoimmune e riparando i danni neuronali. La scoperta potrebbe aiutare gli studi clinici in corso testando in anticipo cellule staminali come terapia per la SM. I ricercatori hanno identificato "un fattore unico che ha un'attività sorprendentemente potente di mediazione per la riparazione dei neuroni," ha dichiarato Jacques Galipeau, un ricercatore sulla terapia cellulare presso la Emory University di Atlanta, Georgia, che non era coinvolto nella ricerca. "L'entità dell'effetto su un modello murino di sclerosi multipla è una gran cosa."
La sclerosi multipla è una malattia autoimmune in cui il sistema immunitario attacca guaine mieliniche che circondano e proteggono le cellule nervose. L'attacco lascia i nervi esposti e in grado di inviare segnali al cervello e viceversa, con conseguente perdita delle abilità motorie, il coordinamento, la visione e abilità cognitive. Non esiste una cura per la SM e le terapie più attuali lavorano semplicemente per sopprimere il sistema immunitario, prevenendo ulteriori danni neuronali. Nessuno ha dimostrato la capacità di riparare la mielina danneggiata e neanche promuovere il recupero.
Nel 2009, Robert Miller e i suoi colleghi della Case Western Reserve University di Cleveland, Ohio, ha dimostrato che le celleule staminali mesenchimali umane (hMSCs) hanno drasticamente invertito i sintomi della sclerosi multipla in un modello murino della malattia. "Gli animali sono migliorati", ha ricordato Miller. La squadra ha ipotizzato che le cellule staminali sopprimono la risposta immunitaria e promuovono la rimielinizzazione.
Ma Miller voleva sapere esattamente ciò che le cellule stavano facendo. Per scoprirlo, il suo team ha isolato il mezzo su cui sono state coltivate le hMSCs per determinare se le cellule o qualcosa che loro hanno secretato fosse responsabile per il recupero osservato. Il mezzo era sufficiente per indurre il recupero nei topi, indicando quest'ultimo.
Per sapere esattamente quale molecola o molecole nel mezzo erano responsabili, i ricercatori hanno separato le proteine nel fluido basato sul peso molecolare e iniettato ciascuno isolato nei topi che presentano sintomi di SM. La soluzione del peso medio, delle proteine con masse tra 50 e 100 kilodalton (kDa), hanno causato il recupero. "Che ha eliminato un numero enorme di potenziali candidati", ha detto Miller. I ricercatori hanno poi ristretto nuovamente il campo con una ricerca bibliografica per una molecola che si adatta ai loro criteri: hanno secretato dalle hMSCs, 50-100 kDa in termini di dimensioni, e coinvolto nella riparazione dei tessuti. Essi hanno identificato il fattore di crescita degli epatociti (HGF), una citochina prodotta dalle cellule mesenchimali, che ha dimostrato di promuovere la rigenerazione dei tessuti e la sopravvivenza cellulare in numerosi esperimenti. Difatti, gli epatociti da soli bastavano a favorire la ripresa in modelli murini con Sm, e bloccando il recettore per gli epatociti in quei topi hanno bloccato il recupero. Il team ha anche dimostrato che HGF sopprime la risposta immunitaria in vivo ed accelera la rimielinizzazione dei neuroni in vitro. Infine, si è visto che HGF causa la rimielinizzazione in ratti con una lesione sul loro midollo spinale. "Mi sento abbastanza fiducioso che HGF sopprime la risposta immunitaria e guida anche la riparazione della mielina", ha detto Miller. Ci sono probabilmente altri fattori prodotti dalle hMSCs che contribuiscono all'effetto benefico delle cellule, ma HGF è certamente fondamentale, ha detto. "I dati sono convincenti", ha aggiunto Galipeau.
Attualmente ci sono diversi studi clinici sulle hMSCs in pazienti con SM in tutto il mondo, tra cui la sperimentazione aphase I presso la Cleveland Clinic in Ohio che è emerso dal lavoro nel laboratorio di Miller. Le nuove meccanicistiche informazioni potrebbero aiutare i ricercatori i ricercatori a progettare le terapie per selezionare le cellule che producono alti livelli di HGF, ha detto Miller, che dovrebbe promuovere la rimielinizzazione e massimizzare l'inversione dei sintomi.
Ma la ricerca pone una domanda:why not simply forgo the cells altogether? Questo è il punto per il dibattito. Miller sostiene che le cellule staminali agiscono come veicoli per il trasporto di HGF e altri potenziali fattori, direttamente al sistema nervoso centrale e di mantenere la produzione lì. Ma una singola proteina è una terapia molto più pratica, più facile e più economica da produrre, contrasta Galipeau. La migliore terapia della cellula è quella senza una cellula, ha detto. Identificare questi fattori e sperimentarli come singoli agenti è un importante elemento da fornire a breve termine della scienza sulle cellule staminali.
Fonte: http://ccsvi-ms.ning.com/profiles/blogs/human-stem-cells-shows-promising
Could Stem Cells Cure MS?
A growth factor isolated from human stem cells shows promising results in a mouse model of multiple sclerosis.
By Megan Scudellari | May 23, 2012
Human mesenchymal stem cells (hMSCs) have become a popular potential therapy for numerous autoimmune and neurological disorders. But while these bone marrow-derived stem cells have been studied in great detail in the dish, scientists know little about how they modulate the immune system and promote tissue repair in living organisms.
Now, one research team has uncovered a molecular mechanism by which hMSCs promote recovery in a mouse model of multiple sclerosis (MS).
According to research, published online Sunday (May 20) in Nature Neuroscience, a growth factor produced by hMSCs fights MS in two ways: blocking a destructive autoimmune response and repairing neuronal damage. The finding could help advance ongoing clinical trials testing hMSCs as a therapy for MS.
The researchers have identified “a unique factor that has surprisingly potent activity mediating neuron repair,” said Jacques Galipeau, a cell therapy researcher at Emory University in Atlanta, Georgia, who was not involved in the research. “The magnitude of the effect on a mouse model of MS is a big deal.”
MS is an autoimmune disease in which the immune system attacks myelin sheaths that surround and protect nerve cells. The attack leaves nerves exposed and unable to send signals to the brain and back, resulting in the loss of motor skills, coordination, vision, and cognitive abilities. There is no cure for MS, and most current therapies work to simply suppress the immune system, preventing further neuronal damage. None have demonstrated an ability to also repair damaged myelin and promote recovery.
In 2009, Robert Miller and colleagues at Case Western Reserve University in Cleveland, Ohio, demonstrated that hMSCs dramatically reversed the symptoms of multiple sclerosis in a mouse model of the disorder. “The animals got better,” recalled Miller. The team hypothesized that the stem cells suppress the immune response and promote remyelination.
But Miller wanted to know exactly what the cells were doing. To find out, his team isolated the medium on which the hMSCs were grown to determine if the cells or something they secreted was responsible for the observed recovery. The medium alone was enough to induce recovery in mice, pointing to the latter.
To find out exactly which molecule or molecules in the medium were responsible, the researchers separated the proteins in the fluid based on the molecular weight and injected each isolate into mice exhibiting symptoms of MS. The mid-weight solution, of proteins with masses between 50 and 100 kilodaltons (kDa), caused recovery. “That eliminated a huge number of potential candidates,” said Miller.
The researchers then narrowed the field again with a literature search for a molecule that fit their criteria: secreted by hMSCs, 50-100 kDa in size, and involved in tissue repair. They identified hepatocyte growth factor (HGF), a cytokine made by mesenchymal cells that has been shown to promote tissue regeneration and cell survival in numerous experiments. Sure enough, HGF alone was enough to promote recovery in the MS mouse models, and blocking the receptor for HGF in those mice blocked recovery. The team also demonstrated that HGF suppresses immune responses in vivo and accelerates remyelination of neurons in vitro. Finally, they saw that HGF causes remyelination in rats with a lesion on their spinal cord.
“I feel quite confident that HGF suppresses the immune response and also drives myelin repair,” said Miller. There are likely other hMSCs-produced factors that contribute to the cells’ beneficial effect, but HGF is certainly critical, he said. “The data are compelling,” added Galipeau.
There are currently several clinical trials testing hMSCs in MS patients around the world, including aphase I trial at the Cleveland Clinic in Ohio that emerged from the work in Miller’s lab. The new mechanistic information could help researchers designing those therapies to select cells that produce high levels of HGF, said Miller, which should promote remyelination and maximize symptom reversal.
But the research begs a question: why not simply forgo the cells altogether? That point is up for debate. Miller argues that stem cells act as vehicles to transport HGF, and other potential factors, directly to the central nervous system and maintain production there. But a single protein is a far more practical therapy—cheaper and easier to produce—than a cell therapy, countered Galipeau. “The best cell therapy is one done without a cell,” he said. “Identifying these factors and testing them as single agents is an important short-term deliverable of stem cell science.”
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