La biologia delle cellule staminali ematopoietiche e dei loro progenitori: un’analisi in vivo

La terapia genica si basa sull’infusione di cellule staminali del sangue (o cellule staminali ematopoietiche) isolate dal midollo osseo o da sangue periferico mobilizzato di pazienti, modificate geneticamente per correggere malattie genetiche. Questa strategia è stata efficace per il trattamento di diverse malattie genetiche a partire dalle immunodeficienze primitive (come la sindrome di Wiskott-Aldrich e il deficit da adenosina deaminasi), per cui i pazienti affetti hanno un sistema immunitario non funzionante e non riescono a combattere le infezioni virali e batteriche, fino alle malattie neurodegenerative (come la leucodistrofia metacromatica e la mucopolisaccaridosi di tipo I), caratterizzate da una perdita progressiva delle attività cognitive e motorie nei pazienti affetti. 
Il nostro progetto studia il comportamento delle cellule staminali ematopoietiche geneticamente modificate dopo l’infusione nei pazienti. In particolare, stiamo monitorando il destino delle singole cellule staminale ematopoietiche e della loro progenie direttamente nei pazienti, identificando e seguendo la posizione in cui il gene terapeutico si è inserito all’interno del DNA di ciascuna cellula (sito di integrazione) durante la modificazione genetica. Ogni cellula staminale diventa così “unica” grazie al suo unico sito di integrazione. Abbiamo scoperto che solo una parte delle cellule infuse è capace di attecchire nei pazienti e di sostenere la produzione di tutte le cellule del sangue. Per definire le caratteristiche di questa popolazione, stiamo attualmente studiando: a) i progenitori responsabili delle prima fase di ricostituzione del sistema ematopoietico, subito dopo la terapia genica; b) i progenitori capaci di sostenere la produzione di tutte le cellule del sangue a lungo termine; c) le dinamiche di ricostituzione del sistema ematopoietico utilizzando fonti diverse di cellule staminali, ad esempio midollo osseo o sangue periferico mobilizzato; d) i meccanismi che regolano la circolazione delle cellule staminali in periferia verso il midollo osseo. I risultati dei nostri studi allargheranno le nostre conoscenze sulla biologia delle cellule staminali ematopoietiche, che consentiranno lo sviluppo di nuove terapie sempre più efficaci applicabili anche ad altre malattie genetiche.