Trapianto di cellule staminali umane riproduce un intero polmone funzionale nel topo
NEW YORK, NY (US), 2019 — I ricercatori della Columbia University sono stati in grado di riprodurre polmoni funzionali in embrioni di topo usando cellule staminali. Questa tecnica suggerisce che è effettivamente possibile crescere dei tessuti umani in animali per pazienti in attesa di trapianto di organo e per lo studio di nuove terapie.
Il lavoro è stato appena pubblicato su Nature Medicine.
“Milioni di persone che soffrono di malattie incurabili che interessano i polmoni attendono un donator compatibile. Ma il numero di donatori è estremamente limitato rispetto alle richieste.” dichiara Wellington V. Cardoso, M.D., Ph.D., professore di Medicina e Genetica presso la Columbia University. “Il nostro studio mostra che è eventualmente possibile sviluppare nuove strategie per generare polmoni umani in animali e poi trapiantarli nell’uomo come alternative al trapianto di organo.”
Il team ha dedicato enormi sforzi per la bio-ingegnerizzazione dei polmoni a partire da cellule staminali e matrice di sostegno sintetica.
“Pensavamo fosse più facile riprodurre un tessuto in un ambiente già predisposto a farlo. Di fatto per rendere funzionale un polmone è tutto molto più complesso” sostiene il primo autore dello studio Munemasa Mori, M.D., Ph.D., istruttore di Medicina alla Columbia University.
La prima sfida è stata di creare le condizioni di coltura cellulare che consentissero alle cellule del donator umano di crescere e proliferare, mantenendo la capacità di trasformarsi in diverse tipologie cellulari.
Successivamente, i ricercatori hanno impiantato tre tipi di cellule staminali in due tipi di embrioni di topo ingegnerizzati per accoglierle. Questa procedura ha generato un embrione chimera che comprendeva cellule endogene e esogene.
Le cellule esogene quindi si sono trovate a dover competere con quelle endogene per procurarsi molecole che promuovessero la crescita e l’espansione fino a portare alla formazione di polmoni funzionali.
I polmoni chimera funzionano nel topo altrettanto bene che i polmoni naturali.
Le cellule staminali sono state impiantate prima che il sistema immunologico fosse attivo cosi da non generare alcuna forma di rigetto. Ora il team vuole ripetere l’esperimento in animali di taglia superiore perché molti segnali nello sviluppo dei polmoni rimangono invariati nelle varie specie animali.
La ricerca è stata effettuata in collaborazione con Hiromitsu Nakauchi, Ph.D., professore alla Stanford University School of Medicine e alla University of Tokyo.
Fonte: Nature Medicine https://www.cuimc.columbia.edu/news/stem-cell-transplants-used-grow-fully-functional-lungs-mice DOI:10.1038/s41591-019-0635-8
