Sono italiani i ricercatori che hanno sperimentato con successo un metodo per cambiare la funzione delle cellule senza alterare la sequenza del loro DNA ma intervenendo nelle modificazioni epigenetiche che presiedono al programma di differenziazione cellulare. Lo studio dell'Università di Milano è stato pubblicato su Pnas e apre nuove prospettive di cura per i vari tipi di diabete e per il tumore del pancreas. La ricerca, finanziata da AIRC, MIUR e Regione Lombardia, è stata coordinata da Tiziana Brevini e Fulvio Gandolfi del Laboratorio di Embriologia Biomedica di UNISTEM, il Centro per la ricerca sulle cellule staminali della Statale di Milano.
Tutte le cellule del nostro organismo possiedono lo stesso DNA, ma si differenziano in più di 200 tipi cellulari diversi per formare i diversi organi e tessuti. Ciò è reso possibile grazie ad un meccanismo di selezione in base al quale alcuni tratti del DNA sono attivati ed altri sono invece silenziati. Ad esempio, in una cellula del cuore sono attive le sequenze di DNA che controllano il conseguimento della corretta morfologia e funzionalità cellulare cardiaca, mentre sono inaccessibili, e quindi represse, quelle tipiche delle cellule di altri tessuti.
Il profilo di espressione è dunque regolabile da modificazioni che non toccano la sequenza del DNA ma solo la sua accessibilità, e che vengono definite “epigenetiche”. Sulla base di queste osservazioni è facile intuire che, interagendo con i processi epigenetici di definizione tissutale, si può modificare la specializzazione e il destino di una cellula.
I ricercatori del Laboratorio di Embriologia Biomedica dell’Università di Milano hanno utilizzato per il loro studio la 5 aza-citidina, una molecola in grado di rimuovere dal DNA delle cellule differenziate i “blocchi” che ne limitano l’accessibilità. I ricercatori hanno sfruttato questa “finestra di aumentata plasticità” per attivare con successo un programma di differenziamento diverso: hanno azzerato il programma attivo nelle cellule prelevate dalla cute indirizzandole verso il differenziamento pancreatico.
E’ stato così possibile “convertire” una cellula della cute in una che produce i diversi ormoni pancreatici, in maniera semplice, sicura e senza ricorrere all’uso di modificazioni geniche e di retrovirus.
Questa straordinaria conversione si è mantenuta stabile anche dopo trapianto delle cellule in topi diabetici, dove la loro presenza ha assicurato normali livelli di glicemia.
Fino ad oggi, gli esperimenti di conversione e riprogrammazione cellulare erano stati realizzati grazie all’utilizzo di vettori retrovirali e/o mediante l’inserzione di segmenti di DNA esogeno, operazioni che implicano modificazioni genetiche, con elevato rischio di possibili trasformazioni tumorali scarsamente controllabili.
La nuova metodologia messa a punto dai ricercatori dell’Università di Milano supera tali limiti in quanto non altera il patrimonio genetico della cellula ma, semplicemente, rende il DNA presente più accessibile e plastico.
Notevoli sono le possibili implicazioni legate a questo nuovo approccio sperimentale che apre strade alternative e di enorme potenzialità, sia nell’ambito della terapia del diabete, così come nel tumore del pancreas. L’utilizzo delle cellule “convertite” permetterà altresì la messa a punto di screening pre-clinici e test farmacologici che evitano l’impiego di modelli sperimentali animali e forniscono dati direttamente applicabili alla specie umana. Inoltre la facile reperibilità delle cellule dalla cute, permetterà l’allestimento terapie paziente-specifiche.
