Transcript Valutazione lunghezza telomerica con (MSC) Mesenchimal Stem

Valutazione lunghezza telomerica con (MSC) Mesenchimal
Stem Cells
Negli ultimi anni, il concetto di cellula staminale mesenchimale (MSC) ha assunto una grande popolarità.
Sebbene molti gruppi di ricerca stiano lavorando su questo argomento, molto ancora resta da scoprire sulle
caratteristiche di queste cellule. Le cellule staminali mesenchimali adulte sono in grado di auto-rinnovarsi e
di differenziarsi in diverse linee cellulari. Le MSC sono state identificate in varie nicchie del nostro corpo
come ad esempio nel midollo osseo, nel cordone ombelicale, nel fegato e nel pancreas. In particolare, il
tessuto adiposo adulto contiene una grande quantità di cellule staminali multipotenti, chiamate cellule
staminali derivanti da tessuto adiposo (ASCs), le quali sono in grado di proliferare come cellule
indifferenziate, di svilupparsi come adipociti o di differenziare in diverse linee cellulari come condrociti, miociti
e osteociti.
L’espansione e la manipolazione di cellule staminali mesenchimali adulte risultano essere processi
fondamentali per quanto riguarda le terapie cellulari rigenerative. Da qui, la necessità di un numero elevato
di amplificazioni in vitro, che permettono di ottenere una sufficiente quantità di cellule per le applicazioni
terapeutiche. All’interno di questo processo di amplificazione è cruciale poter dimostrare che le cellule
coltivate in vitro mantengono intatto il loro genoma. Molti studi hanno già analizzato questo aspetto della
stabilità genomica di cellule staminali mesenchimali e il nostro gruppo di ricerca ha focalizzato i suoi sforzi
sulla lunghezza dei telomeri. I telomeri, scoperti nel 1985 da Elizabeth Blackburn, sono sequenze ripetute di
DNA (5’ TTAGGGn 3’ nei vertebrati) che si estendono alle estremità dei cromosomi. In determinati tessuti,
durante la vita di un individuo, i telomeri si accorciano a causa della perdita di porzioni telomeriche durante
ogni divisione cellulare. Questa riduzione è associata ad una minor efficienza della macchina replicativa nel
mantenere intatte le estremità di cromosomi lineari. L’accorciamento telomerico è quindi sintomo di
invecchiamento e di minor plasticità cellulare.
Gli studi si sono dapprima soffermati sull’analisi della lunghezza telomerica, prendendo campioni
randomizzati di diverse fasce di età. Come già evidenziato da altri studi scientifici, la lunghezza telomerica
diminuisce con l’avanzare dell’età biologica. Questo è stato osservato anche utilizzando il nostro sistema
(Fig. 1), validando quindi le analisi.
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Age
Figura 1: Plot telomere leght vs. age
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Il secondo passo sarà quello di analizzare la lunghezza dei telomeri utilizzando delle cellule staminali
mesenchimali espanse fino al passaggio 15 (Fig. 2).
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Passages
Figura 2: Plot telomere length vs. passages
Da una prima analisi dei risultati si può osservare che effettivamente la lunghezza dei telomeri in DNA di
pazienti di varie età varia verso un accorciamento degli stessi come si evidenzia molto chiaramente nella
Figura 1. Questo processo naturale è importante per la traslazione delle terapie cellulari nel paziente in
quanto ci permette di stabilire quale è il normale accorciamento dei telomeri in una popolazione generale.
Nella Figura 2 invece abbiamo usato delle cellule prelevate da un paziente attraverso una liposuzione,
estratto la frazione vascolare stromale e coltivato le cellule per un periodo di due mesi. Nel corso
dell’espansione le cellule aderiscono alla fiasca di coltura e formano un “tappeto” cellulare che tende a
ricoprire interamente la fiasca. Si dice che le cellule confluiscono. Al raggiungimento di un grado di
confluenza di circa 80% le cellule sono staccate dalla fiasca di coltura e ripiastrate in due nuove fiasche di
coltura a una densità inferiore per dare modo alle cellule di continuare a crescere. Si dice che le cellule sono
“passaggiate”, cioè hanno subito un passaggio da una fiasca ad una nuova fiasca. In questo esperimento
abbiamo fatto crescere le cellule per 15 passaggi e ad ogni passaggio determinato la lunghezza dei telomeri.
La Figura 2 dimostra che nel corso dei 15 passaggi le lunghezze dei telomeri non è significativamente
variata e quindi che queste cellule, sebbene coltivate in modo estensivo in vitro, hanno mantenuto una certa
stabilità genomica che è evidenziata dalla pendenza della retta di interpolazione. Questi risultati preliminari
dimostrano che le cellule mesenchimali se coltivate in medi di coltura appropriati e nelle condizioni ottimali,
mantengono una stabilità genomica che permetterebbe, se confermata, di usarle come prodotto di terapia
cellulare avanzata.