Studio della biologia delle cellule staminali del sangue ed implicazioni per la terapia genica

Uno degli approcci di terapia genica per correggere le malattie genetiche 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 ed ingegnerizzate ex vivo con vettori virali. Questa strategia è stata efficace per il trattamento di alcune 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), caratterizzate da una perdita progressiva delle attività cognitive e motorie nei pazienti affetti. Risultati iniziali promettenti sono stati ottenuti per malattie da accumulo con coinvolgimento osseo come la Mucopolisaccaridosi di tipo I. Poche cellule staminali del sangue si possono trovare anche nel sangue periferico, ma il loro ruolo e i meccanismi che regolano il loro ricircolo sono ancora poco chiari. Il nostro progetto studia il comportamento delle cellule staminali ematopoietiche sia in condizioni fisiologiche che dopo l’infusione nei pazienti. In particolare, stiamo studiando: a) i meccanismi responsabili del ricircolo delle cellule staminali ematopoietiche in condizioni fisiologiche e dopo mobilizzazione; b) le proprietà funzionali delle cellule staminali ematopoietiche circolanti, con lo scopo di poterle utilizzare come nuova fonte di cellule staminali per la terapia genica; c) le caratteristiche delle cellule staminali che hanno attecchito nei pazienti trattati con terapia genica a lungo termine dopo l’infusione. Per questi scopi utilizziamo approcci innovativi, tra cui il monitoraggio del destino delle singole cellule staminali 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. 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 e sicure applicabili anche ad altre malattie genetiche.