Terapie con cellule staminali per la sclerosi multipla, altri disturbi della mielina, attese a breve

Articolo del 25 ottobre 2012 tradotto da Saraloud.

Preso da http://ccsvi-ms.ning.com/:

All'alba della medicina rigenerativa più di tre decenni fa, la possibilità di ricostituire le popolazioni di cellule distrutte dalla malattia è stata vista da molti come la futura rivoluzione medica. Tuttavia, ciò che seguì non si è rivelato essere uno sprint per la medicina clinica, ma una noiosa lunga "faticata" effettuata nei laboratori di tutto il mondo chiamati a padroneggiare la complessità delle cellule staminali e poi abbinare le loro capacità e gli attributi a malattie specifiche.
In un articolo di rassegna del 25 ottobre pubblicato sulla rivista Science, gli scienziati Steve Goldman, MD, Ph.D., Maiken Nedergaard, Ph.D., e Martha Windrem, Ph.D. della University of Rochester Medical Center, sostengono che i ricercatori sono ora sulla soglia di applicazione sull'uomo di terapie con cellule staminali per una classe di malattie neurologiche conosciute come malattie della mielina - una lunga lista di malattie che includono le condizioni come la sclerosi multipla, ictus della sostanza bianca, paralisi cerebrale, demenze, e alcuni rari ma fatali disturbi dell'infanzia chiamati leucodistrofie pediatriche.
"La biologia delle cellule staminali è progredita in molti modi nel corso dell'ultimo decennio, e sono sorte molte potenziali opportunità per la traduzione clinica", ha detto Goldman. "In particolare, per le malattie del sistema nervoso centrale, che si sono rivelate difficili da trattare a causa della grande complessità cellulare del cervello, abbiamo ipotizzato che i tipi più semplici di cellule ci possono fornire le migliori opportunità di terapia cellulare".
Il fattore comune nelle malattie della mielina è una cellula chiamata oligodendrocita. Queste cellule derivano, o sono create, da un'altra cellula si trova nel sistema nervoso centrale, chiamato cellula progenitrice gliale. Sia gli oligodendrociti e le loro "sorelle" - cellule chiamate astrociti - condividono questo stesso genitore e svolgono funzioni di supporto critici del sistema nervoso centrale.
Gli oligodendrociti producono mielina, una sostanza grassa che riveste le connessioni tra le cellule nervose fibrose che sono responsabili per la trasmissione di segnali in tutto il corpo. Quando le cellule produttrici di mielina sono perse o danneggiate in condizioni come la sclerosi multipla e lesioni del midollo spinale, i segnali che viaggiano tra i nervi sono indeboliti o addirittura persi. Gli astrociti svolgono un ruolo essenziale nel cervello. A lungo trascurato e sottovalutato, si è ormai capito che gli astrociti sono fondamentali per la salute e la funzione di segnalazione degli oligodendrociti così come i neuroni.
Le cellule progenitrici gliali e le loro discendenti costituiscono un bersaglio promettente per terapie con cellule staminali, in quanto - a differenza di altre cellule del sistema nervoso centrale - sono relativamente omogenee e più facilmente manipolate e trapiantate. Nel caso degli oligodendrociti, studi su animali hanno dimostrato che una volta trapiantate, molteplici di queste cellule si disperdono e cominciano a riparare o "rimielinizzare" le aree danneggiate.
"La disfunzione delle cellule gliali è responsabile di una vasta gamma di malattie , alcune delle quali - come la degenerazione della sostanza bianca di invecchiamento - sono di gran lunga più diffuse di quanto abbiamo precedentemente capito", ha detto Goldman. "Eppure le cellule progenitrici gliali sono relativamente facili da lavorare, soprattutto dal momento che non c'è bisogno di preoccuparsi di ristabilire il punto preciso del punto delle connessioni come facciamo con i neuroni. Questo ci fa sperare che possiamo cominciare a curare le malattie delle cellule gliali con il trapianto di cellule progenitrici dirette competenti. "
Gli scienziati hanno raggiunto questo punto, secondo gli autori, a causa di una serie di progressi chiave. Le migliori tecnologie di imaging - in particolare scanner RMN avanzati - ora forniscono una maggiore comprensione e chiarezza nello specifico dei danni provocati nel sistema nervoso centrale da malattie della mielina. Queste tecnologie consentono inoltre agli scienziati di seguire con precisione i risultati del loro lavoro.
Ancora più importante, i ricercatori hanno superato numerosi ostacoli e fatto passi significativi nella loro capacità di manipolare e gestire queste cellule. Il laboratorio di Goldman, in particolare, è stato un pioniere nella comprensione dei segnali chimici precisi necessari per indurre le cellule staminali a fare cellule progenitrici gliali, così come quelle necessarie per "istruire" queste cellule per fare  oligodendrociti o astrociti. Il suo laboratorio è stato in grado di produrre queste cellule da una serie di fonti diverse - tra cui "riprogrammare" le cellule della pelle, una tecnologia che ha il vantaggio di corrispondenza genetica delle cellule trapiantate al donatore. Inoltre hanno sviluppato tecniche per basare tali cellule su unici marcatori che identificano un incidente critico che garantisce la purezza delle cellule utilizzate nel trapianto, riducendo il rischio di formazione del tumore.
Il laboratorio di Nedergaard ha studiato l'integrazione di queste cellule in esistenti reti neurali, e anche loro struttura e funzione nel sistema nervoso adulto nell'imaging. Insieme, i due laboratori hanno sviluppato modelli di entrambe attività neurali umane e malattie basate su animali trapiantati con cellule gliali progenitrici, che consentano alle cellule neurali di essere valutate nel contesto del cervello adulto vivo - al contrario di una provetta. Questo lavoro ha già aperto nuove strade in entrambe i modelli e potenzialmente nel trattamento di malattie umane gliali.
Tutti questi progressi, sostengono gli autori, hanno accelerato la ricerca fino al punto in cui gli studi sugli esseri umani per le malattie della mielina sono a portata di mano. Per esempio, le malattie come la sclerosi multipla, che beneficiano di una nuova generazione di stabilizzazione anti-infiammatori non steroidei, può essere un bersaglio particolarmente attraente per le terapie a base di cellule progenitrici  che potrebbe riparare il danno ormai permanente e incurabile del sistema nervoso centrale che si verifica nella malattia. Analogamente, gli autori indicano un certo numero di malattie infantili della materia bianca che ora appaiono mature per il trattamento a base di cellule.
"Abbiamo sviluppato una enorme quantità di informazioni su queste cellule e come produrle", ha detto Goldman. "Comprendiamo le diverse popolazioni cellulari, i loro profili genetici, e come si comportano nella cultura e in una varietà di modelli animali. Abbiamo anche una migliore comprensione degli ambienti di destinazione di malattia rispetto al passato, e abbiamo tecnologie radiografiche per seguire come il paziente agisce dopo il trapianto. Muoversi in studi clinici per le malattie della mielina è davvero solo una questione di risorse, a questo punto. "

ScienceDaily (Oct. 25, 2012) — When the era of regenerative medicine dawned more than three decades ago, the potential to replenish populations of cells destroyed by disease was seen by many as the next medical revolution. However, what followed turned out not to be a sprint to the clinic, but rather a long tedious slog carried out in labs across the globe required to master the complexity of stem cells and then pair their capabilities and attributes with specific diseases.

In a review article appearing October 25 in the journal Science, University of Rochester Medical Center scientists Steve Goldman, M.D., Ph.D., Maiken Nedergaard, Ph.D., and Martha Windrem, Ph.D., contend that researchers are now on the threshold of human application of stem cell therapies for a class of neurological diseases known as myelin disorders -- a long list of diseases that include conditions such as multiple sclerosis, white matter stroke, cerebral palsy, certain dementias, and rare but fatal childhood disorders called pediatric leukodystrophies.

"Stem cell biology has progressed in many ways over the last decade, and many potential opportunities for clinical translation have arisen," said Goldman. "In particular, for diseases of the central nervous system, which have proven difficult to treat because of the brain's great cellular complexity, we postulated that the simplest cell types might provide us the best opportunities for cell therapy."

The common factor in myelin disorders is a cell called the oligodendrocyte. These cells arise, or are created, by another cell found in the central nervous system called the glial progenitor cell. Both oligodendrocytes and their "sister cells" -- called astrocytes -- share this same parent and serve critical support functions in the central nervous systems.

Oligodendrocytes produce myelin, a fatty substance that insulates the fibrous connections between nerve cells that are responsible for transmitting signals throughout the body. When myelin-producing cells are lost or damaged in conditions such as multiple sclerosis and spinal cord injury, signals traveling between nerves are weakened or even lost. Astrocytes also play an essential role in the brain. Long overlooked and underappreciated, it is now understood that astrocytes are critical to the health and signaling function of oligodendrocytes as well as neurons.

Glial progenitor cells and their offspring represent a promising target for stem cell therapies, because -- unlike other cells in the central nervous system -- they are relatively homogeneous and more readily manipulated and transplanted. In the case of oligodendrocytes, multiple animal studies have shown that, once transplanted, these cells will disperse and begin to repair or "remyelinate" damaged areas.

"Glial cell dysfunction accounts for a broad spectrum of diseases, some of which -- like the white matter degeneration of aging -- are far more prevalent than we previously realized," said Goldman. "Yet glial progenitor cells are relatively easy to work with, especially since we don't have to worry about re-establishing precise point to point connections as we must with neurons. This gives us hope that we may begin to treat diseases of glia by direct transplantation of competent progenitor cells."

Scientists have reached this point, according to the authors, because of a number of key advances. Better imaging technologies -- namely advanced MRI scanners -- now provide greater insight and clarity into the specific damage caused in the central nervous system by myelin disorders. These technologies also enable scientists to precisely follow the results of their work.

Even more importantly, researchers have overcome numerous obstacles and made significant strides in their ability to manipulate and handle these cells. Goldman's lab in particular has been a pioneer in understanding the precise chemical signals necessary to coax stem cells into making glial progenitor cells, as well as those needed to "instruct" these cells to make oligodendrocytes or astrocytes. His lab has been able to produce these cells from a number of different sources -- including "reprogramming" skin cells, a technology that has the advantage of genetically matching transplanted cells to the donor. They have also developed techniques to sort these cells based on unique identifying markers, a critical step that ensures the purity of the cells used in transplantation, lowering the risk for tumor formation.

Nedergaard's lab has studied the integration of these cells into existing neural networks, and well as in imaging their structure and function in the adult nervous system. Together, the two labs have developed models of both human neural activity and disease based on animals transplanted with glial progenitor cells, which will enable human neural cells to be evaluated in the context of the live adult brain -- as opposed to a test tube. This work has already opened new avenues in both modeling and potentially treating human glial disease.

All of these advances, contend the authors, have accelerated research to the point where human studies for myelin disorders are close at hand. For instance, diseases such as multiple sclerosis, which benefit from a new generation of stabilizing anti-inflammatory drugs, may be an especially appealing target for progenitor-based cell therapies which could repair the now permanent and untreatable damage to the central nervous system that occurs in the disease. Similarly, the authors point to a number of the childhood diseases of white matter that now appear ripe for cell-based treatment.

"We have developed a tremendous amount of information about these cells and how to produce them," said Goldman. "We understand the different cell populations, their genetic profiles, and how they behave in culture and in a variety of animal models. We also have better understanding of the disease target environments than ever before, and have the radiographic technologies to follow how patients do after transplantation. Moving into clinical trials for myelin disorders is really just a question of resources at this point."

Source: http://ccsvi-ms.ning.com/profiles/blogs/stem-cell-therapies-for-multiple-sclerosis?xg_source=msg_mes_network