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Un nuovo dispositivo migliora la generazione di cellule staminali per la terapia dell'Alzheimer
Ultima recensione: 14.06.2024
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Ricercatori svedesi affermano di aver perfezionato una tecnica per convertire le normali cellule della pelle in cellule staminali neurali, che secondo loro si sta avvicinando a terapie cellulari personalizzate e convenienti per il trattamento del morbo di Alzheimer e Parkinson.
Utilizzando un dispositivo microfluidico progettato su misura, il team di ricerca ha sviluppato un approccio accelerato e senza precedenti per riprogrammare le cellule della pelle umana in cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) e quindi svilupparle in cellule staminali neurali.
Il primo autore dello studio, Saumey Jain, afferma che la piattaforma potrebbe migliorare e ridurre il costo della terapia cellulare rendendo le cellule più facilmente compatibili e accettate dall'organismo del paziente. Lo studio è stato pubblicato su Advanced Science da scienziati del Royal Institute of Technology KTH.
Anna Herland, autrice senior dello studio, ha affermato che lo studio ha dimostrato il primo utilizzo della microfluidica per guidare le iPSC a diventare cellule staminali neurali.
Cellule staminali neurali differenziate utilizzando una piattaforma microfluidica. Foto: KTH Istituto reale di tecnologia
La trasformazione delle cellule ordinarie in cellule staminali neurali è in realtà un processo in due fasi. Le cellule vengono prima esposte a segnali biochimici che le inducono a trasformarsi in cellule staminali pluripotenti (iPSC), che possono generare vari tipi di cellule.
Vengono poi trasferiti in una cultura che imita i segnali e i processi di sviluppo coinvolti nella formazione del sistema nervoso. Questa fase, chiamata differenziazione neurale, reindirizza le cellule verso il percorso delle cellule staminali neurali.
Negli ultimi dieci anni, gli ambienti di laboratorio per questo tipo di lavoro si sono gradualmente spostati dalle piastre tradizionali ai dispositivi microfluidici. Herland afferma che la nuova piattaforma rappresenta un miglioramento della microfluidica per entrambe le fasi: generazione di iPSC e differenziazione delle cellule staminali neurali.
Utilizzando cellule provenienti da biopsie cutanee umane, i ricercatori hanno scoperto che la piattaforma microfluidica consente alle cellule di impegnarsi in un destino neurale in una fase precedente rispetto a quelle differenziate nelle piastre convenzionali.
"Documentiamo che l'ambiente confinato della piattaforma microfluidica migliora l'impegno a generare cellule staminali neurali", afferma Herland.
La vista più ravvicinata di un chip microfluidico utilizzato per l'induzione di cellule staminali. Foto: KTH Istituto reale di tecnologia
Jain afferma che il chip microfluidico può essere facilmente fabbricato utilizzando il polidimetilsilossano (PDMS) e le sue dimensioni microscopiche offrono risparmi significativi su reagenti e materiale cellulare.
La piattaforma può essere facilmente modificata per adattarsi alla differenziazione in altri tipi di cellule, aggiunge. Può essere automatizzato, fornendo un sistema chiuso che garantisce coerenza e affidabilità nella produzione di popolazioni di cellule altamente uniformi.
Panoramica della ricerca, inclusa la fabbricazione del dispositivo, la riprogrammazione delle cellule somatiche in cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) e l'induzione neurale delle iPSC utilizzando il protocollo di inibizione doppia SMAD per generare cellule staminali neurali.
a) Processo di fabbricazione di un dispositivo microfluidico con canali alti 0,4 e 0,6 mm rispettivamente per la riprogrammazione delle cellule somatiche (R) e l'induzione neurale (N). I volumi dei canali e il volume totale sono indicati nella tabella.
b) Panoramica del processo di riprogrammazione delle cellule somatiche in iPSC su dispositivi e piastre microfluidici utilizzando la trasfezione di mRNA.
c) Panoramica del processo di induzione neurale di iPSC in cellule staminali neurali su dispositivi e piastre microfluidici utilizzando il protocollo a doppia inibizione SMAD.
Fonte: Advanced Science (2024). DOI: 10.1002/advs.202401859
"Si tratta di un passo avanti verso l'accessibilità delle terapie cellulari personalizzate per il morbo di Alzheimer e il morbo di Parkinson", aggiunge Jain.
Allo studio hanno preso parte anche scienziati del Karolinska Institutet e dell'Università di Lund, che collaborano al consorzio IndiCell.