Anemia di Fanconi curata in vitro

Precedenti ricerche avevano dimostrato nei topi l’efficacia di un approccio combinato fra terapia genica e tecnologia per riprogrammare le staminali. Ma questa è la prima volta che si dimostra che una simile strategia funziona anche sulle cellule umane. L’equipe coordinata dal genetista Inder Verma, in collaborazione con i colleghi del Centro di medicina rigenerativa di Barcellona (Cmrb) e del Ciemat di Madrid (Spagna), si sono concentrati sull’anemia di Fanconi. È una malattia genetica responsabile di una serie di anomalie nel sangue che riducono la capacità dell’organismo di combattere le infezioni, favorendo fra l’altro lo sviluppo di tumori, in particolare leucemie. Anche dopo un trapianto di midollo osseo, i pazienti restano a rischio di ammalarsi di cancro e altre patologie.

Dopo aver prelevato le cellule dai capelli o dalla pelle dei malati coinvolti nello studio, i ricercatori le hanno “aggiustate”, correggendo il gene difettoso con tecniche di terapia genica messe a punto nel laboratorio in California. Quindi le hanno riprogrammate con successo, trasformandole in staminali pluripotenti indotte (Ips), servendosi di una combinazione di fattori di trascrizione. Le 19 linee cellulari ottenute erano indistinguibili sia dalle discusse staminali embrionali sia da Ips create da donatori sani. Il midollo osseo di malati di anemia di Fanconi funziona male a causa della progressiva riduzione di staminali emopoietiche funzionali, una delle caratteristiche di questa patologia genetica. L’equipe dunque ha verificato se le Ips possono essere usate come sorgente di queste preziose cellule. Ebbene, le Ips si differenziano facilmente in cellule progenitrici emopoietiche, pronte a loro volta a diventare cellule del sangue sane.

«Non abbiamo curato un essere umano – spiega Juan-Carlos Izpisua Belmonte, direttore del Cmrb di Barcellona – ma abbiamo curato una cellula. In teoria la potremmo trapiantare in un uomo e trattare la sua malattia».

Ricercatori pediatrici che studiano la malattia potenzialmente fatale anemia di Fanconi (FA), hanno escogitato un metodo per bloccare i segnali biologici anormali che guidano la malattia. Questo ritrovamento di proof-of-concept in animali e cellule staminali da sangue placentare umano può gettare le basi per migliori trattamenti per i bambini con questa malattia rara, spesso fatale. Poiché le mutazioni genetiche ereditarie nell’anemia di Fanconi (FA) innescano un fallimento del midollo osseo che riduce la conta dei globuli rossi, fino a poco tempo fa i bambini con il disturbo raramente hanno vissuto fino a 10 anni. Questo per l’alto rischio di leucemia e alcuni tumori solidi. Per avere la possibilità di sopravvivere, la maggior parte dei bambini richiede un trapianto di midollo osseo, ma anche quella procedura è molto più difficile che in altre malattie. La FA risulta da un malfunzionamento nei meccanismi di copiatura del DNA.

Ogni volta che una cellula si divide, l’informazione genetica codificata nel DNA viene replicata e distribuita alle cellule figlie. Gli scienziati sanno da anni che la FA è causata da mutazioni in una delle 22 proteine ​​FANC, che normalmente lavorano insieme per proteggere l’integrità della cromatina. Normalmente, le proteine Fanconi sono correttori di “ortografia” genomici, rilevano errori e arrestano il macchinario di copia se c’è un problema. Ciò è particolarmente importante nel midollo osseo, dove le cellule staminali si dividono frequentemente quando generano nuove cellule del sangue. Se una mutazione disabilita il “controllo ortografico”, il meccanismo di replica continua a bloccarsi e si accumulano errori che alla fine danneggiano il DNA in modo irreparabile. Sfortunatamente, intervenire per correggere il meccanismo di replica è difficile. La terapia genica, che ha mostrato risultati promettenti in altre patologie del sangue, richiederebbe l’estrazione delle cellule del midollo osseo, la correzione e il trapianto al paziente, un processo difficile per i pazienti affetti da FA con cellule del midollo osseo fragili. Il nuovo studio suggerisce un approccio diverso al problema. I ricercatori hanno utilizzato un modello murino di FA che manca FANCD2, una proteina chiave nel percorso FA. Simile ai pazienti con FA, i topi mostrano danni al DNA e compromissione dell’attività delle cellule staminali del sangue. Inoltre, le cellule del midollo osseo non si trapiantano bene. Il team ha scoperto che l’inibizione di una proteina regolatrice chiamata Lnk / SH2B3 ha ripristinato la capacità delle cellule anormali del midollo osseo di trapiantarsi e crescere nei topi. Inibizione Lnk ha anche migliorato la proliferazione e la sopravvivenza delle cellule del sangue e ha migliorato in modo cruciale l’integrità del genoma. Si aspettavano che l’inibizione di Lnk avrebbe ripristinato la capacità delle cellule della FA di riparare il danno al DNA, ma non era così. Invece, l’inibizione di Lnk ha stabilizzato il meccanismo di replicazione in stallo, permettendo alle cellule colpite di continuare a copiare il DNA, e di evitare che piccoli errori cadessero a cascata in uno scompenso del nucleo cellulare. Studi precedenti hanno dimostrato che l’attivazione del pathway p53 / p21 contribuisce al declino delle cellule staminali e allo scompenso midollare nella malattia FA. Tuttavia, la sovraregolazione di p53 / p21 osservata in cellule staminali senza FAN CD2, non è stata modificata nelle cellule con concomitante perdita di Lnk. Ciò ha suggerito che il salvataggio delle cellule staminali FA da carenza di Lnk di base in vivo, non coinvolge l’oncosoppressore p53. Tuttavia, è possibile che la carenza di Lnk riduca l’induzione di p53 / p21 e / o altri geni regolati da p53 nelle condizioni di stress. LNK è una proteina adattatrice citoplasmatica, che non è noto associare con la cromatina. Dato il suo ruolo nel limitare la segnalazione delle citochine, il team ipotizza che LNK regoli l’attività dei segnali al nucleo per influenzare l’espressione o l’attività della replicazione del DNA e delle proteine ​​di riparazione. L’aspetto più eccitante di questa scoperta è che Lnk è parte di un noto percorso di segnali che può essere manipolato dai farmaci usatii in altre malattie. La via TPO / MPL / JAK2, è già presa di mira da eltrombopag e romiplostina per la porpora idiopatica (ITP) ed eltrombopag per l’anemia aplastica. Il team spera che concentrarsi su questo percorso possa finalmente aprire la porta a migliori terapie per i bambini con anemia di Fanconi. Gli scienziati continueranno a esplorare ulteriormente sia i modelli animali di FA che le interazioni tra il gene LNK umano, le sue proteine ​​associate e le cellule staminali ematopoietiche.

a cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.