Sangue artificiale: da una ricerca italiana passi avanti nella conoscenza dei meccanismi necessari a produrlo

sangue artificiale
Pubblicato il: 3 Maggio 2022|

La sfida non è semplice: produrre su larga scala in laboratorio il sangue artificiale. O meglio, le cellule staminali del sangue (ematopoietiche), il cui trapianto oggi è usato per il trattamento standard per molti tumori e malattie genetiche rare perché promuovere la formazione di nuovi tessuti sani in caso di malattia. Un passo avanti in tal senso è stato fatto dal gruppo di Andrea Ditadi dell’Istituto San Raffaele – Telethon di Milano (SR-Tiget), che ha identificato il ruolo dell’acido retinoico o vitamina A nella loro differenziazione. I risultati del lavoro – realizzato in collaborazione con il Black Family Stem Cell Institute del Mount Sinai Hospital di New York – sono stati pubblicati su Nature Cell Biology.

Studiare la differenziazione

Riprodurre le cellule ematopoietiche in vitro farebbe fare un balzo in avanti alla medicina rigenerativa. Permetterebbe infatti, sia di produrre su larga scala cellule da utilizzare in campo terapeutico senza rischio di rigetto, sia di studiare con più precisione lo sviluppo del sistema immunitario e la causa di malattie genetiche del sangue. La sfida oggi è capire quali sono i segnali molecolari che, fin dallo stadio embrionale, guidano lo sviluppo delle cellule staminali ematopoietiche, per cercare di caratterizzare i passaggi che portano alla formazione di quelle specializzate nella produzione dei vari elementi del sangue e ricrearli in laboratorio.

Per raggiungere questo obiettivo, il gruppo di ricerca del SR-Tiget ha preso delle cellule staminali a uno stadio molto precoce di sviluppo (embrionali o pluripotenti indotte, cioè ottenute riprogrammando cellule adulte) e ha identificato appunto, il ruolo dell’acido retinoico o vitamina A nella loro differenziazione.

Il ruolo della vitamina A

“L’emopoiesi non è un processo lineare e strettamente gerarchico: non tutte le cellule del sangue si sviluppano allo stesso modo e nello stesso momento” spiega Ditadi, Capogruppo dell’Unità Sviluppo ematopoietico umano e modellizzazione delle malattie del SR-Tiget di Milano. “In questo studio – continua – abbiamo descritto il ruolo dell’acido retinoico o vitamina A, che abbiamo utilizzato per dare precisi segnali molecolari alle cellule staminali pluripotenti indotte. Infatti, la vitamina A è essenziale nell’embrione per formare le cellule staminali ematopoietiche ma non altre cellule del sangue”.

Ditadi aggiunge anche che non tutte le cellule sono in grado di “rispondere” alla presenza della vitamina A, ma solo quelle che sono pronte. Aggiungendo tale elemento al momento giusto si ottiene la differenziazione delle cellule staminali pluripotenti in cellule che sono molto simili ai progenitori che nell’embrione generano le cellule staminali ematopoietiche. “Per usare una metafora sportiva presa in prestito dal curling, ci siamo avvicinati ancora di più al centro della casa, nel nostro caso le staminali del sangue” precisa Ditadi. “Non siamo ancora dentro perché non abbiamo ancora trovato le chiavi, ma siamo sull’uscio e nel frattempo proviamo a bussare”.

Lo sviluppo embrionale

Alla base della ricerca si trova lo sviluppo dell’embrione che, per prepararsi alla vita indipendente, attiva programmi diversi in base alle esigenze che si presentano nel tempo.  Il sangue dell’embrione è infatti diverso da quello del feto e poi dell’adulto. “Per esempio, nelle fasi iniziali in cui siamo solo un piccolo grumo di cellule servono globuli rossi ad altissima affinità per l’ossigeno, ma via via che inizia a formarsi la placenta questo non è più necessario, anzi può diventare controproducente” conclude Ditadi. “Oppure i macrofagi, cellule che nella vita adulta sono essenziali per la difesa dell’organismo dai microbi, nell’embrione svolgono principalmente altre funzioni peculiari come il rimodellamento dei tessuti che consente ad esempio di separare le dita di mani e piedi. Da questi esempi si evince come, per ambire a ottenere cellule staminali ematopoietiche funzionanti in vitro, dobbiamo conoscere a fondo tutti i segnali che ne guidano lo sviluppo fin dalle primissime fasi della nostra vita”.

Tag: cellule staminali embrionali / Istituto San Raffaele Telethon / medicina rigenerativa / sangue artificiale / sr-tiget milano /

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