Cellule del cuore trasformate in cellule cerebrali in laboratorio – Disattivando un singolo gene, i ricercatori dell’Università della Virginia (UVA) e i loro collaboratori hanno fatto sì che le cellule staminali che già diventavano cellule cardiache cambiassero rotta e diventassero future cellule cerebrali.
E questo potrebbe aiutare gli scienziati a capire come geni specifici influenzano lo sviluppo dell’organismo e il ruolo che svolgono nelle malattie dello sviluppo, portando potenzialmente a nuove terapie.
“In precedenza, si pensava che i percorsi che le cellule intraprendono per diventare una cellula cardiaca o una cellula nervosa fossero molto rigidi – dice il ricercatore Jeff Saucerman, del Dipartimento di Ingegneria Biomedica dell’UVA -. Questo studio dimostra che questo processo è in realtà molto più plastico”.
Le cellule staminali sono una specie di tabula rasa. Sono “pluripotenti”, il che significa che possono trasformarsi in qualsiasi tipo di cellula del corpo. Ci sono una serie di passaggi coinvolti in questo processo di trasformazione, chiamato canalizzazione. Fino ad ora, si pensava che una volta che le cellule staminali iniziano a subire la canalizzazione, non possono cambiare rotta per diventare altri tipi di cellule diversi.
Ma i collaboratori di Saucerman, presso i Gladstone Institutes di San Francisco, hanno utilizzato approcci di modifica del genoma CRISPR per disattivare il gene Brm nelle cellule staminali di topo sottoposte a canalizzazione in cellule cardiache.
Ciò ha portato le cellule di topo a mancare di una proteina chiamata Brahma. Lo “spegnimento” di Brm ha impedito alle cellule staminali di diventare cellule cardiache pulsanti. Inoltre, erano passati dall’essere precursori del cuore a precursori delle cellule cerebrali.
Questo studio è stato il primo ad esplorare l’effetto di Brahma sulla differenziazione cardiaca.
Saucerman ha sottolineato l’approccio non convenzionale di supportare la sperimentazione del mondo reale con i dati del modello al computer. “In questo caso, avevano già fatto molti esperimenti. Siamo andati avanti e indietro molto, compresi sempre più dati”.
Questo processo ha contribuito a perfezionare il modello per ottenere previsioni e indicazioni migliori. “Il modello evidenzia davvero questo interruttore biochimico irreversibile. Se si interrompe questo interruttore, una cellula staminale prende una deviazione lungo la via del cervello. La modellazione fornisce una spiegazione matematica per questo processo di sviluppo”.
Questa ricerca sfida le idee fondamentali su come le cellule staminali progrediscono verso le cellule adulte del corpo. Ulteriori ricerche dipingeranno un quadro più completo che potrebbe portare allo sviluppo di nuovi trattamenti per una serie di condizioni.
“C’è molto da esplorare su ciò che accade dopo: come fanno queste cellule a diventare cellule mature e altamente contrattili? Penso che sia una grande sfida per il campo – conclude Saucerman -. Ciò ha implicazioni terapeutiche, perché dobbiamo essere in grado di sviluppare cellule mature per poi trapiantare nei pazienti o scoprire nuovi farmaci”. Lo studio è stato pubblicato su Nature.
