Cromosoma artificiale: pubblichiamo un aggiornamento sullo studio condotto da Giulio Cossu per raccontarvi il lavoro che i ricercatori stanno svolgendo grazie a tutti voi che avete sostenuto in questi mesi il Fondo Daniele Amanti. Dopo aver creato una linea cellulare di 
mesoangioblasti umani pronta ad ospitare il cromosoma artificiale (HAC-Dys), i ricercatori si stanno ora dedicando alla costruzione di diverse varianti di HAC-Dys per l’ottimizzazione del protocollo di terapia cellulare. Di seguito trovate una sintesi dettagliata del lavoro svolto.
Premessa
Il laboratorio guidato dal professor Giulio Cossu, della Divisione di Medicina Rigenerativa dell’Istituto Scientifico San Raffaele di Milano, è un laboratorio all’avanguardia nel campo della terapia cellulare per le distrofie muscolari. Uno sudio clinico di fase I/II con trapianto di cellule staminali da un donatore immunocompatibile è iniziato nel marzo 2011 ed è il primo trial mai effettuato con cellule staminali per la distrofia muscolare. Il protocollo prevede l’isolamento di cellule staminali associate ai vasi sanguigni, dette mesoangioblasti, da una piccola biopsia muscolare del donatore. Le staminali sono cresciute fino a raggiungere il numero totale di due miliardi di cellule che sono poi iniettate a dosi crescenti nelle arterie dei pazienti. Da qui le cellule passano nei muscoli e s’incorporano nelle fibre malate contribuendo a donare una copia del gene sano. Tuttavia, poiché il limite di questa terapia è la necessità, in caso di successo, di una terapia immunosoppressiva a vita, il team di Cossu sta lavorando a un nuovo protocollo che preveda l’isolamento delle cellule dal paziente stesso, la loro correzione mediante il trasferimento di un mini-cromosoma artificiale che contiene tutto il gene della Distrofina e, infine, l’auto-trapianto di cellule geneticamente “guarite”.
Il progetto
L’obiettivo di questo progetto è la correzione della deficienza di distrofina mediante il trapianto nel paziente di mesoangioblasti prelevati dallo stesso e modificati con l’inserimento di un cromosoma artificiale (HAC) contenente il gene della distrofina umana (HAC-Dys) insieme ad altri elementi necessari per ottimizzare il protocollo di terapia cellulare.
In uno studio preliminare il gruppo italiano ha dimostrato la fattibilità dell’approccio trasferendo l’HAC-Dys in mesoangioblasti provenienti da topi mdx (il topo modello per la distrofia muscolare) che sono stati poi trapiantati in topi distrofici e con sistema immunitario compromesso (mdx/SCID). Questi topi hanno mostrato un miglioramento funzionale e morfologico della malattia. Questo risultato è la prima dimostrazione di un’efficacia terapeutica non solo nella distrofia muscolare ma di qualsiasi malattia genetica. Lo studio è in corso di valutazione per la pubblicazione su una rivista internazionale. Questo lavoro è stato svolto con finanziamenti antecedenti a quello in oggetto e provenienti dall’European Research Council.
E’ sulla base di questi primi risultati che nella seconda metà del 2010 è partito il progetto di 3 anni finanziato con 280mila euro da parte di Parent Project onlus mediante il Fondo Daniele Amanti. L’obiettivo dello studio è di ripetere gli stessi risultati utilizzando questa volta dei mesoangioblasti umani. In una prima battuta i ricercatori sono riusciti ad ottenere una linea cellulare di mesoangioblasti distrofici e normali umani che sono ora pronti per ricevere l’HAC ed essere successivamente trapiantati in topi mdx/SCID.
Un punto cruciale del progetto è come rendere questo approccio il più efficace possibile. A questo proposito il team di Cossu sta lavorando alla costruzione di un HAC-Dys ottimizzato che, arricchito di specifici elementi, spinga le cellule che lo contengono verso un differenziamento muscolare e una colonizzazione funzionale dei muscoli scheletrici. Ad esempio, introducendo nel HAC dei geni in grado di “immortalizzare” i mesoangioblasti che sarebbero così capaci di differenziarsi continuamente e andare a ripopolare il muscolo dopo il trapianto, oppure il gene MyoD che è in grado di indurre il differenziamento muscolare, aggirando l’ostacolo relativo al fatto che non tutti i mesoangioblasti riescono a diventare cellule muscolari, ed infine inserendo più copie del gene della distrofina per cercare di compensare al meglio l’assenza della proteina.
Ad oggi diversi cromosomi artificiali modulabili sono già stati costruiti, i ricercatori stanno valutando la funzione dell’elemento contenente MyoD e quale sia il massimo numero di copie di distrofina che possano essere inserite a cui corrisponda un proporzionale aumento nella sintesi della proteina. Più in particolare, si sono ottenuti cloni di cellule che contengono 3 copie di distrofina e presto sapremo se e quando si raggiungerà una saturazione nella produzione della proteina.
