Le cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) sono molto promettenti nella medicina rigenerativa perché derivano da tessuti adulti e potrebbero essere sviluppate in altri tipi di cellule nel corpo per potenziali trapianti. Ma trasformare queste nuove cellule in tessuto funzionante si è dimostrato difficile. Un team di ricerca della Duke University è riuscito creare dalle iPSC il primo muscolo umano funzionante. La ricerca è stata pubblicata su Nature Communications.

Un lavoro iniziato nel 2015

La nuova ricerca è l'avanzamento di uno studio pubblicato nel 2015, quando i ricercatori svilupparono il primo tessuto muscolare umano funzionante da cellule ottenute da biopsie muscolari. Il problema di questo approccio è che richiede di prendere del tessuto muscolare da pazienti affetti da malattie rare e congenite, i cui muscoli sono già danneggiati, rischiando di causare ulteriori danni. Inoltre, le cellule ricavate dalla biopsia non proliferano bene in laboratorio, per cui produrre un rifornimento consistente è difficile.

Da cellule di tessuti non muscolari a fibre muscolari

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno utilizzato cellule staminali pluripotenti prelevate da tessuti non muscolari, come la pelle o il sangue, “riprogrammate” per farle ritornare ad uno stato primordiale. Le cellule sono state poi coltivate con una molecola chiamata Pax7 che le ha dirette a diventare muscoli. Mentre le cellule proliferavano, diventavano molto simili, anche se non altrettanto robuste, alle cellule staminali dei muscoli. Dopo alcune settimane di coltura, le cellule avevano formato fibre muscolari che si contraevano e reagivano a stimoli esterni come impulsi elettrici e segnali biochimici che imitavano gli input neuronali, proprio come il tessuto muscolare naturale. Inoltre, i ricercatori hanno impiantato le nuove fibre muscolari in topi adulti, dimostrando la loro capacità di sopravvivere e funzionare per almeno tre settimane, integrandosi progressivamente nel tessuto nativo attraverso la vascolarizzazione. Il muscolo risultante non era forte come quelli “naturali” dell'animale, ma i ricercatori assicurano che ha il potenziale di rafforzarsi. Il metodo derivato dall’utilizzo delle iPSC consente di coltivare un numero illimitato di cellule progenitrici miogeniche. Queste cellule progenitrici assomigliano alle cellule satelliti, ovvero cellule staminali muscolari adulte necessarie per ricostituire i tessuti danneggiati; esse possono far crescere un intero muscolo a partire da una singola cellula.

Grazie a questo tipo di cellule staminali pluripotenti si potranno creare illimitate cellule progenitrici dei muscoli. Il nuovo risultato potrà portare alla messa a punto di terapie cellulari “su misura” per malattie muscolari rare. In futuro, gli scienziati sperano di combinare la tecnica con terapie genetiche per correggere i malfunzionamenti genetici allo stadio iPSC e quindi far crescere muscoli completamente sani.

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