Mielopatie e SLA

Cellule staminali mesenchimali autologhe: trattamento della mielopatia degenerativa nel cane come modello per la terapia della sclerosi laterale amiotrofica nell’uomo

Premessa

Negli ultimi anni sono stati scoperti aspetti similari tra alcune malattie degenerative che colpiscono gli animali e l’uomo ed in particolare fra la Mielopatia Degenerativa (MD) nel cane e la Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA) nell’uomo (Awano, 2009).
La SLA è una malattia neurodegenerativa che colpisce sia il motoneurone superiore sia il periferico.
Con il termine motoneurone s’identifica ogni neurone presente nel sistema nervoso centrale che attivato in-duce la contrazione del muscolo permettendo di eseguire movimenti volontari.
Il motoneurone Superiore è localizzato nella corteccia cerebrale ed i suoi assoni raggiungono il motoneurone Inferiore per trasmettere l’impulso elettrico.
Il motoneurone Inferiore si trova a livello del tronco encefalico e del midollo spinale; una volta attivato genera anch’esso un impulso elettrico che percorre il suo assone e raggiunge la fibra muscolare: il segnale viene così trasmesso al muscolo che si contrae.
I motoneuroni, degenerando, smettono di inviare informazioni ai muscoli che progressivamente si indeboli-scono e si atrofizzano portando all’incapacità di controllare i movimenti volontari.
Le persone affette da SLA sperimentano debolezza muscolare e mancanza di forza, particolarmente dei muscoli delle braccia e delle gambe, e a diversi stadi dei muscoli che governano la parola, la deglutizione e, negli stadi finali, del respiro.
Ad oggi nessun trattamento farmacologico è efficace; l’aspettativa media di vita dal momento della diagnosi è di 3-5 anni e colpisce da 1 a 3 persone su 100.000 l’anno.
La MD è anch’essa una malattia neurodegenerativa del midollo spinale; i cani affetti da questa patologia presentano una progressiva atassia e paresi degli arti posteriori che porta alla paraplegia e spesso, a causa del rapido peggioramento della qualità della vita dell’animale, all’eutanasia. La malattia è descritta in diverse razze canine, colpisce animali adulti tra i 5 e 9 anni di età ed ha un decorso clinico di 6-12 mesi dal momento della sospetta diagnosi.
Anche nel cane non esistono terapie efficaci.
Sia l’eziologia della SLA che della MD sono ad oggi sconosciute; nessuna ipotesi, se presa singolarmente, riesce a fornire spiegazioni complete sulla patologia.
Le ricerche in corso prendono in considerazione la caratteristica multifattoriale della malattia e mirano a far chiarezza sui seguenti fattori:

  • eccesso in produzione di anticorpi e immunocomplessi (l’insieme di antigene ed anticorpo, che tende a formarsi sempre durante una reazione immune)
  • infiammazione e apoptosi (morte cellulare programmata)
  • carenza di fattori di crescita
  • eccesso di glutammato che porterebbe ad un effetto citotossico nelle cellule
  • fattori tossico-ambientali
  • stress ossidativo
  • virus

Razionale

In medicina umana, la mancanza di trattamenti farmacologici efficaci per la SLA e i positivi dati pre-clinici che riguardano l’utilizzo delle cellule staminali in questa patologia, hanno spinto i ricercatori ad approfondire gli studi soprattutto riguardanti l’utilizzo di cellule staminali mesenchimali.
Le cellule staminali mesenchimali (CSM) rappresentano una popolazione di cellule che si trova nel midollo osseo, nel tessuto adiposo e, in quantità esigue, nel sangue periferico; sono cellule multipotenti il cui utilizzo terapeutico nei pazienti affetti da SLA o MD è giustificato dal loro elevato grado di plasticità (Chen et al., 2008) e della capacità di rilasciare fattori di crescita e modulare il sistema immunitario (Garbuzova-Davis et al., 2006). Pur rappresentando soltanto una minima quota delle cellule nucleate del tessuto di appartenenza, le CSM midollari possono essere espanse in vitro senza rischi di differenziamento in senso oncogeno (Bernardo et al., 2007) e senza modificazioni funzionali e cromosomiali (Ferrero 2008).
La relativa facilità d’isolamento, l’elevata potenzialità di espansione in vitro, il potenziale differenziativo e la loro capacità antinfiammatoria e immunomodulante hanno permesso alle CSM di essere utilizzate negli ultimi anni per applicazioni di terapia cellulare nell’ambito della medicina riparativa e rigenerativa.
Le CSM se inoculate nel liquido cerebrospinale hanno dimostrato di avere la capacità di migrare nelle aree danneggiate del sistema nervoso centrale e di infiltrarsi in profondità nel parenchima midollare attraverso gli spazi perivascolari (Satake et al., 2004).
Raggiunta la sede di lesione, queste cellule svolgono un’azione immunosoppressiva e antinfiammatoria (Uc-celli e al. 2007) rilasciando citochine; le CSM inoltre sostengono la neuro e mielogenesi locale attraverso ef-fetti neurotrofici stimolando le cellule staminali neurali (CSN) già presenti nel tessuto nervoso.
Uno studio sul modello murino ha evidenziato inoltre la re-mielinizzazione di una lesione demielinizzante fo-cale indotta in seguito a trattamento con CSM iniettate per via intratecale (Akiyama 2002, Inoue 2003).
I risultati di una prova clinica, eseguita su pazienti umani affetti da SLA, evidenziano che la somministrazione di cellule staminali adulte autologhe è sicura e può migliorare le condizioni cliniche del paziente. (Karussis, 2010)

Obiettivo

Il valore del cane, come modello per lo studio di patologie spontanee, è da tempo riconosciuto. Cane e uomo vivendo nelle stesse condizioni ambientali sviluppano spesso patologie analoghe.
Lo studio di queste patologie nel cane può portare allo sviluppo di nuove terapie che, a loro volta se sicure ed efficaci, possono essere applicate all’uomo.
L’obiettivo di questo progetto è di verificare la sicurezza e l’efficacia della terapia con CSM autologhe sui cani affetti da mielopatia degenerativa.
Saranno valutati:

  • il miglioramento della qualità di vita
  • il ritardo nella progressione della paralisi
  • le caratteristiche istopatologiche del midollo spinale (in seguito a morte naturale)
  • eventuali effetti avversi

Questi risultati contribuiranno a chiarire i meccanismi d’azione delle CSM ai ricercatori sia in campo umano sia veterinario.