l Mercoledì 31 Dicembre 2014 20:22, daniela marianicerati <marianicerati@yahoo.it> ha scritto:

Mi è stato inviato da un iscritto alla lista un messaggio preso dalla rete da cui copio qualche stralcio

CELLULE STAMINALI per una TERAPIA PERSONALIZZATA

A. Alysson Muotri,professore di pediatria all’Universita’ della California, ed i suoi collaboratori hanno sviluppato un metodo per usare le cellule staminali raccolte dalla polpa dei denti per creare cellule staminali pluripotenti (iPS) _Muotri vorrebbe fondare una banca per questo tipo di cellule, derivandole da bambini con autismo; facendo poi differenziare queste cellule in neuroni spera di comprendere i cambiamenti a livello cellulare e molecolare soggiacenti all’autismo.

Fin qui il messaggio è corretto. Poi però prosegue

C. e’ interessante la possibilita’ che i neuroni derivati da una persona con autismo possano essere usati per selezionare le terapie piu’ utili per quella persona.

Sembra che già ora sia possibile per ogni persona con autismo avere una terapia personalizzata con la procedura della riprogrammazione delle cellule.

In realtà questa procedura è utilizzata al momento attuale per studiare la patogenesi ed eventuali terapie conseguenti nelle malattie monogeniche.

Lo studio delle malattie monogeniche è una delle strade che sta compiendo la ricerca per capire le malattie monogeniche stesse risalendo dal gene alla via di cui quel gene fa parte, con la speranza di arrivare alla scoperta di vie comuni alla grande massa dei casi criptogenetici.

19 gennaio

Un iscritto alla lista che lavora in questo campo mi ha riferito che per alcune malattie monogeniche si stanno già facendo dei piccoli trials su pazienti, ma tali trials non sono ancora pubblicati e l'esito ancora non si conosce.

I lavori pubblicati parlano di ricerca e possibili terapie in vitro e non ancora in vivo.

Per avere un'idea dello stato attuale della ricerca è interessante, tra gli altri, il seguente l'articolo

"SHANK3 and IGF1 restore synaptic deficits in neurons from 22q13 deletion syndrome patients, Aleksandr Shcheglovitov e coll, Nature 2013, 14 nov, 503, 267 - 271.

L'articolo è di non facile lettura, per cui ho chiesto aiuto a Giorgio Lenaz che, disponibile come sempre, ci ha mandato quanto segue

SHANK3 e IGF1 ripristinano i deficit sinaptici in neuroni da pazienti con la sindrome da delezione del cromosoma 22q13

Shcheglovitov A et al

Stanford University, California

Si tratta di un lavoro sostanzialmente di base, che aumenta le conoscenze sui meccanismi della maturazione delle sinapsi e quindi indirettamente può dare indicazioni relative ai disordini correlati all’autismo. L’interesse di questo lavoro è la creazione di neuroni e formazione delle relative sinapsi da cellule staminali pluripotenti umane. Il modello studiato è una sindrome in cui si hanno, insieme a un difetto dello sviluppo cerebrale, anche sintomatologie correlate all’autismo. La possibilità di correggere in vitro gli effetti della malattia con un fattore di crescita, quindi una molecola ormono-simile, potrebbe aprire prospettive terapeutiche.

La sindrome di Phelan- McDermid (PMDS) è un disordine dello sviluppo neuronale caratterizzato da rallentamento globale dello sviluppo, incapacità di parlare, disabilità intellettuale e forte rischio di sviluppare disordini dello spettro autistico (ASD). La sindrome è causata da delezioni eterozigoti nel cromosoma 22q13.3. Tra i geni di questa regione si trova SHANK3 che codifica per una proteina situata nella zona postsinaptica. Rare mutazioni di SHANK3 sono state associate a ASD idiopatici e schizofrenia. Sebbene SHANK3 sia il gene candidato più probabile per la PMDS, non sono note le alterazioni molecolari e cellulari associate a questa sindrome.

In questo studio gli autori hanno generato 6 linee di cellule staminali pluripotenti indotte (iPS) da fibroblasti cutanei di due pazienti PMDS con autismo; queste cellule presentavano estese delezioni nel cromosoma 22, in confronto a controlli di linee cellulari iPS e cellule staminali embrionali precedentemente caratterizzate. Tutte queste linee sono state indotte a differenziarsi in neuroni maturi. L’analisi dell’espressione genica di queste linee ha dimostrato che solo il 2-5% delle cellule erano neuroni maturi dal punto di vista dei collegamenti sinaptici, tuttavia potevano venir arricchite di marcatori sinaptici con opportune tecniche di biologia molecolare presentando così alti livelli di SHANK1-3.

Gli autori hanno poi investigato le caratteristiche elettrofisiologiche di questi neuroni; i neuroni derivati dai pazienti PMDS presentavano alcune anomalie elettriche che rivelavano una diminuita attività sinaptica. Questa diminuita attività non era dovuta alla lieve diminuzione osservata del numero di neuroni, ma era una caratteristica intrinseca delle cellule e coinvolgeva sia i recettori AMPA che quelli NMDA. [Nelle sinapsi eccitatorie a glutammato ci sono due tipi principali di recettori-canali che trasportano ioni promuovendo l’attività post-sinaptica; i recettori detti AMPA dal nome di un agonista lasciano passare gli ioni Na+ e K+ e sono responsabili di una trasmissione sinaptica “normale”, mentre i recettori NMDA, dal nome dell’agonista N-metil-D-aspartato, lasciano passare anche il Ca2+ e sono responsabili del cosiddetto potenziamento a lungo termine che esalta la trasmissione sinaptica eccitatoria e si ritiene alla base della memoria e dell’apprendimento]. Al contrario non esisteva alcuna alterazione delle sinapsi inibitorie che usano GABA come neurotrasmettitore. Pertanto si può presumere che il difetto sinaptico in PMDS sia dovuto a uno sbilancio fra eccitazione e inibizione sinaptica.

L’analisi successiva ha dimostrato che il difetto di eccitazione sinaptica era effettivamente dovuto a un diminuito numero di recettori AMPA e NMDA, mentre il numero di recettori GABA era normale. Inoltre studi di immuno-colorazione dimostravano che, oltre al diminuito numero di recettori, c’era pure un numero minore di contatti sinaptici eccitatori.

Il difetto nella sindrome PMDS si ritiene in genere dovuto a mancanza di una copia di SHANK3, tuttavia nei pazienti mancano numerosi altri geni (da 10 a 100); un’analisi dell’espressione di SHANK3 e altri geni per proteine implicate nello sviluppo delle sinapsi rivelava tuttavia che nei neuroni studiati solo l’espressione di SHANK3 era diminuita (sia l’RNA messaggero che la relativa proteina).

Una prova decisiva che è la diminuita espressione di SHANK3 a provocare le alterazioni sinaptiche osservate è stata fornita aumentando l’espressione di SHANK3 artificialmente nei neuroni PMDS. Dopo l’introduzione del gene SHANK3 con tecniche di manipolazione molecolare l’attività elettrica eccitatoria di tutti i recettori AMPA e di gran parte dei recettori NMDA veniva normalizzata. Ciò suggerisce tra l’altro che il ruolo di SHANK3 può essere differente sui due tipi di recettori.

Gli autori hanno poi tentato di ripristinare l’attività sinaptica con mezzi farmacologici; fra i molti tentativi solo la somministrazione di IGF1 [insulin-like growth factor 1 o somatomedina C, fattore di crescita con proprietà anaboliche] ai neuroni PMDS è stata in grado di aumentare i contatti sinaptici tramite l’aumentata sintesi delle proteine sinaptiche implicate nei contatti stessi e di ripristinare l’attività elettrica evocata da AMPA e NMDA.

Ulteriori esperimenti compiuti dagli autori hanno però mostrato che il meccanismo d’azione di IGF1 nei confronti dell’attività sinaptica in relazione a SHANK3 è estremamente complesso. Paradossalmente IGF1 fa diminuire i livelli di SHANK3 ma determina un aumento di PSD95 [Si tratta di una proteina della zona densa postsinaptica, capace di inviare segnali dei neurotrasmettitori glutammato e dopamina al DNA nucleare] . I risultati sono di difficile interpretazione, ma sembrerebbero dimostrare che sia SHANK3 che PSD95 sono richiesti per la formazione delle sinapsi, ma in tempi diversi: SHANK3 è richiesta in una fase precoce della formazione delle sinapsi, mentre IGF1 promuove la successiva maturazione delle stesse sinapsi determinando la perdita di SHANK3 e il reclutamento di PSD95.