Cellule staminali e ictus, la scoperta che potrebbe rigenerare il cervello dopo i danni permanenti

Una terapia sperimentale basata sulle cellule staminali neurali potrebbe aprire una nuova frontiera nella cura degli ictus. Un gruppo di ricercatori della University of Zurich e della University of Southern California ha scoperto che cellule cerebrali derivate da staminali non solo riescono a sopravvivere dopo un ictus, ma possono contribuire attivamente alla ricostruzione delle connessioni nervose danneggiate, alla formazione di nuovi vasi sanguigni e al recupero motorio.

I risultati dello studio, condotto sui topi, alimentano la speranza che in futuro si possano sviluppare terapie capaci di riparare danni cerebrali oggi considerati irreversibili.

L’ictus e i danni permanenti al cervello

L’ictus resta una delle principali cause di disabilità a lungo termine nel mondo. Quando il flusso sanguigno verso una parte del cervello si interrompe, le cellule cerebrali private di ossigeno muoiono in pochi minuti.

A differenza di altri tessuti del corpo umano, come pelle o ossa, il cervello ha capacità molto limitate di rigenerarsi. Per questo molti pazienti sopravvissuti a un ictus convivono per tutta la vita con paralisi, problemi nel linguaggio, difficoltà motorie o perdita della memoria.

Da anni la ricerca scientifica prova a capire come stimolare il cervello a ricostruire le aree danneggiate.

Le cellule staminali neurali utilizzate nello studio

Nel nuovo studio i ricercatori hanno utilizzato cellule progenitrici neurali, cellule immature in grado di svilupparsi in diversi tipi di tessuto cerebrale.

Queste cellule sono state ottenute da cellule staminali pluripotenti indotte, cioè cellule adulte umane riprogrammate fino a riportarle a uno stato simile a quello delle staminali.

Gli scienziati hanno trapiantato le cellule nel cervello dei topi una settimana dopo l’ictus. La scelta del momento si è rivelata decisiva.

I trapianti effettuati troppo presto, infatti, avevano mostrato basse probabilità di sopravvivenza a causa dell’infiammazione e delle sostanze tossiche presenti subito dopo il danno cerebrale. Attendere alcuni giorni ha consentito al cervello lesionato di raggiungere condizioni più stabili, permettendo alle cellule trapiantate di attecchire.

Nuovi neuroni e connessioni ricostruite

Nel corso di cinque settimane le cellule trapiantate sono sopravvissute, si sono diffuse nei tessuti cerebrali vicini e si sono trasformate soprattutto in neuroni funzionanti.

Molte di esse sono diventate neuroni GABAergici, particolari cellule inibitorie fondamentali per regolare l’attività cerebrale e fortemente compromesse dopo un ictus. Questi neuroni aiutano a mantenere l’equilibrio dei segnali nervosi, evitando eccessiva eccitazione cerebrale e coordinando i movimenti.

Secondo i ricercatori, le cellule impiantate non si sono limitate a convivere con il tessuto danneggiato. I dati raccolti suggeriscono che abbiano comunicato attivamente con le cellule circostanti attraverso sistemi molecolari legati alla crescita neurale, alla formazione delle sinapsi e alla riparazione dei tessuti.

Lo studio ha individuato diversi percorsi biologici coinvolti in questo “dialogo” cellulare, tra cui i segnali neurexin, neuregulin, NCAM e SLIT, associati alla ricostruzione delle reti neuronali e alla guida degli assoni verso nuove connessioni.

Più vasi sanguigni e meno infiammazione

La terapia sperimentale sembra avere innescato anche un processo di guarigione più ampio.

I topi trattati con le cellule staminali hanno sviluppato un numero significativamente maggiore di vasi sanguigni vicino all’area colpita dall’ictus, migliorando la circolazione nel tessuto cerebrale danneggiato.

I ricercatori hanno inoltre osservato una riduzione dell’attività infiammatoria e un rafforzamento della barriera emato-encefalica, la struttura protettiva che impedisce alle sostanze nocive presenti nel sangue di raggiungere il cervello.

Il deterioramento di questa barriera rappresenta una delle principali cause di gonfiore e aggravamento dei danni dopo un ictus.

Gli scienziati hanno anche registrato una crescita più intensa delle fibre nervose attorno all’area lesionata. Alcuni neuroni trapiantati hanno esteso proiezioni verso zone legate al controllo del movimento e delle funzioni sensoriali, suggerendo un possibile inserimento nei circuiti cerebrali esistenti.

Recupero del movimento e della coordinazione

Per verificare se i miglioramenti biologici si traducessero in un reale recupero funzionale, il team ha utilizzato sistemi di tracciamento del movimento basati sull’intelligenza artificiale.

L’ictus altera normalmente coordinazione, appoggio delle zampe e ritmo della camminata nei topi. Gli animali trattati con cellule staminali hanno recuperato gradualmente movimenti più fluidi e migliori capacità di equilibrio e motricità fine rispetto ai topi non trattati.

Il miglioramento è apparso particolarmente evidente diverse settimane dopo il trapianto, suggerendo che la terapia possa favorire una riparazione a lungo termine e non solo effetti temporanei.

“Le nostre scoperte mostrano che le cellule staminali neurali non solo formano nuovi neuroni, ma inducono anche altri processi di rigenerazione”, ha spiegato Christian Tackenberg dell’Istituto di Medicina Rigenerativa della University of Zurich.

Sicurezza e prospettive future

Lo studio affronta anche uno dei temi più delicati legati alle terapie con cellule staminali: la sicurezza.

Le cellule progenitrici neurali sono state prodotte con metodi privi di componenti animali, pensati per future applicazioni cliniche compatibili con l’uomo. I ricercatori stanno inoltre sviluppando “interruttori di sicurezza” capaci di bloccare le cellule trapiantate in caso di crescita anomala.

Un altro obiettivo riguarda la riduzione dell’invasività del trattamento. Negli esperimenti attuali le cellule sono state impiantate direttamente nel cervello, ma gli scienziati stanno valutando la possibilità di somministrarle attraverso i vasi sanguigni, con procedure meno invasive simili a quelle già utilizzate negli ospedali per il trattamento dell’ictus.

Diverse terapie basate sulle cellule staminali sono già arrivate alle prime sperimentazioni cliniche sull’uomo per malattie neurologiche come il Parkinson. L’ictus potrebbe diventare uno dei prossimi grandi campi di applicazione.

Le domande ancora aperte

Restano comunque numerosi interrogativi.

Gli esperimenti sono stati effettuati su topi geneticamente modificati per evitare il rigetto delle cellule umane e non è ancora stato dimostrato che i neuroni trapiantati riescano a integrarsi stabilmente nei circuiti cerebrali umani nel lungo periodo.

“Dobbiamo minimizzare i rischi e semplificare una possibile applicazione sugli esseri umani”, ha dichiarato Tackenberg. “L’ictus potrebbe essere una delle prossime malattie per cui diventerà possibile avviare una sperimentazione clinica”.