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Un nuovo dispositivo migliora la generazione di cellule staminali per la terapia dell'Alzheimer
Ultima recensione: 02.07.2025
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I ricercatori svedesi affermano di aver perfezionato una tecnica per convertire le normali cellule della pelle in cellule staminali neurali, il che, a loro dire, li avvicina alle terapie cellulari personalizzate e accessibili per il morbo di Alzheimer edi 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 poi convertirle in cellule staminali neurali.
Il primo autore dello studio, Saumya Jain, afferma che la piattaforma potrebbe migliorare e ridurre i costi della terapia cellulare rendendo le cellule più compatibili e accettate dall'organismo del paziente. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Advanced Science da scienziati del KTH Royal Institute of Technology.
Anna Herland, autrice principale dello studio, ha affermato che lo studio ha dimostrato il primo utilizzo della microfluidica per indirizzare le iPSC a diventare cellule staminali neurali.
Cellule staminali neurali differenziate utilizzando una piattaforma microfluidica. Foto: KTH Royal Institute of Technology
La trasformazione di cellule normali in cellule staminali neurali è in realtà un processo in due fasi. In primo luogo, le cellule vengono esposte a segnali biochimici che le inducono a diventare cellule staminali pluripotenti (iPSC), in grado di generare diversi tipi di cellule.
Vengono quindi trasferite in una coltura che imita i segnali e i processi di sviluppo coinvolti nella formazione del sistema nervoso. Questa fase, chiamata differenziazione neurale, reindirizza le cellule verso la formazione di cellule staminali neurali.
Nell'ultimo decennio, l'ambiente di laboratorio per questo tipo di lavoro è gradualmente passato dai tradizionali tablet ai dispositivi microfluidici. Herland afferma che la nuova piattaforma rappresenta un miglioramento della microfluidica in entrambe le fasi: la generazione di iPSC e la differenziazione delle cellule staminali neurali.
Utilizzando cellule provenienti da biopsie cutanee umane, i ricercatori hanno scoperto che la piattaforma microfluidica accelerava l'impegno delle cellule verso un destino neurale in una fase più precoce rispetto a quelle differenziate nelle piastre convenzionali.
"Abbiamo documentato che l'ambiente confinato della piattaforma microfluidica aumenta l'impegno nella generazione di cellule staminali neurali", afferma Herland.
Una visione ravvicinata del chip microfluidico utilizzato per indurre la produzione di cellule staminali. Foto: KTH Royal Institute of Technology
Jain afferma che il chip microfluidico è facile da fabbricare utilizzando il polidimetilsilossano (PDMS) e le sue dimensioni microscopiche consentono notevoli risparmi sui reagenti e sul materiale cellulare.
La piattaforma può essere facilmente modificata per adattarsi alla differenziazione in altri tipi cellulari, aggiunge. Può essere automatizzata, fornendo un sistema chiuso che garantisce coerenza e affidabilità nella produzione di popolazioni cellulari altamente omogenee.
Panoramica dello studio, inclusi la fabbricazione del dispositivo, la riprogrammazione di cellule somatiche in cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) e l'induzione neurale di iPSC utilizzando il protocollo di doppia inibizione SMAD per generare cellule staminali neurali.
A) Processo di fabbricazione di un dispositivo microfluidico con canali alti 0,4 mm 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 elencati nella tabella.
B) Panoramica del processo di riprogrammazione di cellule somatiche in iPSC su dispositivi e piastre microfluidici mediante trasfezione di mRNA.
C) Panoramica del processo di induzione neurale di iPSC in cellule staminali neurali su dispositivi e piastre microfluidici utilizzando il protocollo di doppia inibizione SMAD.
Fonte: Advanced Science (2024). DOI: 10.1002/advs.202401859
"Si tratta di un passo avanti verso la possibilità di rendere accessibili terapie cellulari personalizzate per il morbo di Alzheimer e il morbo di Parkinson", aggiunge Jain.
Allo studio hanno partecipato anche scienziati del Karolinska Institutet e dell'Università di Lund, che hanno collaborato nel consorzio IndiCell.