Sulla via delle staminali

Intervista a Johnny Huard*

"Un gruppo di biologi statunitensi ha isolato speciali cellule staminali che possono migliorare la rigenerazione dei muscoli e la diffusione della distrofina in topi affetti da distrofia": questa la notizia pubblicata da alcune testate specializzate nell'estate scorsa.

Abbiamo voluto saperne di più e siamo quindi andati a chiedere un approfondimento a Johnny Huard, responsabile di queste ricerche, condotte negli Stati Uniti, presso il Children's Hospital di Pittsburgh.

Dottor Huard, ci può dare qualche informazione sulla sua carriera di studioso nell'ambito delle patologie neuromuscolari?

Ho trentasette anni, sono di origine canadese e ho compiuto i miei studi presso l'Università di Laval prima e di Montreal poi. I miei interessi si sono concentrati fin dall'inizio sull'istologia del muscolo scheletrico e sulle sue patologie, in particolare sulla distrofia di Duchenne. Mi sono occupato infatti della localizzazione della distrofina nel sistema nervoso centrale in alcuni modelli animali e nell'uomo, delle tecniche di trapianto di mioblasti e delle prospettive aperte dalla terapia genica, per quanto concerne l'utilizzo dei vettori virali adeno-associati e delle cellule staminali.

Nella mia carriera mi sono comunque occupato anche di altre ricerche, in particolare nel settore ortopedico e della medicina sportiva. Attualmente lavoro presso il Children's Hospital di Pittsburgh, negli Stati Uniti.

Quella delle cellule staminali sembra essere l'ultima frontiera della ricerca genetica, dalla quale ci si aspetta molto per la cura del muscolo...

In effetti è su questa strada che, con il nostro gruppo di ricerca di Pittsburgh, ci stiamo muovendo da qualche anno. Attualmente sono attivati nei nostri laboratori alcuni progetti di ricerca, a mio avviso significativi, e che hanno al centro dell'attenzione la terapia genica e in particolare lo studio dei meccanismi di funzionamento delle cellule staminali.

Un primo lavoro si prefigge la caratterizzazione della biologia delle cellule staminali derivate da tessuto muscolare adulto, per migliorare la funzione del muscolo cardiaco e di quello scheletrico. Un secondo progetto è mirato invece alle possibilità di incrementare la rigenerazione del muscolo scheletrico affetto da distrofia di Duchenne, sempre utilizzando tessuto muscolare prodotto attraverso le cellule staminali. Un terzo progetto, poi, sta valutando la possibilità di curare il muscolo dopo un danno, utilizzando la terapia genica, la bioingegneria dei tessuti e le cellule staminali, e di prevenire la fibrosi del muscolo. Infine, sempre per restare nell'ambito della distrofia di Duchenne, un ulteriore progetto sta sviluppando alcuni meccanismi - sempre basati su terapia genica, bioingegneria dei tessuti e utilizzo di cellule staminali - per rilasciare distrofina nel muscolo malato e incrementare così la forza muscolare. Oltre che per il muscolo, comunque, stiamo anche studiando le possibilità di utilizzo delle staminali per riparare danni alle ossa, alla cartilagine e ai nervi.

Ci sono già dei risultati significativi che arrivano da questi lavori?

In sintesi, i risultati principali sono i seguenti. Per quanto riguarda il ruolo delle cellule staminali derivate dal muscolo nella riparazione del tessuto danneggiato e della possibile relazione tra questo e lo sviluppo della fibrosi (che è una delle principali caratteristiche del muscolo distrofico), l'ipotesi che abbiamo fatto e successivamente dimostrato è che le cellule che compaiono precocemente nell'area danneggiata possono differenziarsi in miofibroblasti e contribuire allo sviluppo della fibrosi.

In effetti, in un esperimento condotto sul topo abbiamo dimostrato che le cellule miogeniche sono state progressivamente rimpiazzate da cellule miofibroblastiche nel muscolo danneggiato. I nostri risultati suggeriscono che stimoli locali dopo il danno muscolare scatenino la differenziazione di cellule miogeniche in cellule fibrotiche. Questi studi dimostrano inoltre la potenzialità delle cellule staminali derivate dal muscolo di differenziarsi in diverse linee cellulari e illustrano l'importanza dei meccanismi di controllo locale nella differenziazione stessa.

Abbiamo poi considerato alcuni aspetti particolari della clinica delle distrofinopatie, cercando di vedere in essi possibili applicazioni del nostro lavoro con le cellule staminali. Si ricordi ad esempio come i pazienti affetti da distrofia di Duchenne o di Becker sviluppino frequentemente una cardiomiopatia dilatativa. Ebbene, fino ad ora sono stati pochi i tentativi di correggere il deficit di distrofina nel cuore. Un nostro studio condotto su animali (topi) ha dimostrato la capacità di cellule staminali derivate dal muscolo scheletrico di sopravvivere e veicolare la distrofina al cuore per almeno otto settimane dopo il trapianto.

Abbiamo infine isolato una sottopopolazione di cellule staminali muscolari con alcune caratteristiche speciali. Per prima cosa, tali cellule crescono e si riproducono per molte generazioni, mantenendo il loro carattere essenziale. Inoltre, possono differenziarsi in altri tipi di cellule necessarie alla rigenerazione del tessuto muscolare e possono resistere al rigetto del sistema immunitario. Quando queste cellule sono state trapiantate in topi affetti da distrofia, si è osservato lo sviluppo di numerose fibre muscolari. Ed è una scoperta notevole, perché ci ha fatto ipotizzare che il loro trapianto potrebbe aiutare a rigenerare la funzione dei muscoli.

E' possibile ipotizzare un'applicazione di questi risultati sull'uomo?

E' ancora troppo presto per parlare di questa eventualità. Al momento, infatti, ci stiamo concentrando sui modelli animali, ma è chiaro che in prospettiva c'è sempre la speranza di un'applicazione terapeutica di queste ricerche anche sull'uomo. Non abbiamo però ancora definito tempi e modalità di eventuali trial.

*A cura di Paolo Poggi, con la collaborazione di Angela Berardinelli.

Articolo tratto da DM 148 - aprile 2003. DM è un trimestrale edito dalla Direzione Nazionale dell'Unione Italiana Lotta alla Distrofia Muscolare. La Redazione di DM ha sede in: Via P.P. Vergerio, 19 - 35126 Padova, Tel. (049) 8025248 - Fax (049) 8025249 e-mail: redazionedm@eosservice.com