Cosa vuol dire, concretamente, fare ricerca sulle malattie rare utilizzando le cellule staminali? L’abbiamo chiesto alla Dott.ssa Jessica Rosati, biologa e genetista, ricercatrice della Fondazione IRCCS Casa Sollievo della Sofferenza, Istituto Mendel Roma, che, da anni, si occupa di sviluppare modelli cellulari per lo studio dei meccanismi alla base di malattie che colpiscono il sistema nervoso, sia ereditarie che non ereditarie.
Ci può descrivere la sua attività di ricerca?
Con riferimento alle malattie genetiche rare, creiamo, in laboratorio, sistemi modello cerebrali a partire da cellule cutanee che riusciamo, attraverso tecniche specifiche, a riprogrammare in cellule staminali, o più precisamente, in “cellule staminali pluripotenti indotte”. Questi modelli ci aiutano a ricostruire i primi passaggi evolutivi dello sviluppo del sistema nervoso; una volta osservato le problematiche del fenotipo patologico, utilizziamo questi stessi modelli per comprendere i meccanismi alla base della patologia.
Qual è il valore aggiunto delle cellule staminali pluripotenti indotte ?
Una breve premessa: le cellule staminali pluripotenti indotte sono state prodotte, per la prima volta, circa dodici anni fa dal premio Nobel Shinya Yamanaka, che dimostrò come una cellula matura potesse tornare allo stato staminale (originario). Questa scoperta ha impresso un’accelerazione straordinaria allo studio delle malattie di ogni tipo. Le cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) proprio per le caratteristiche possedute, sono in grado di originare qualsiasi tipo di cellula del corpo umano. Si tratta di una grande potenzialità anche perché una sindrome colpisce diversi organi e, di conseguenza, diversi tipi di cellule; quindi, le iPSC permettono di studiare la problematica nelle cellule di ogni organo.
Noi abbiamo focalizzato la nostra attenzione, per ora, sul sistema nervoso e, attualmente, siamo in grado di ottenere dalle iPSC sia cellule del sistema nervoso centrale – come neuroni, astrociti e oligodendrociti – sia cellule del sistema nervoso periferico come i motoneuroni. Le iPSC permettono di trasferire e studiare la malattia “in piastra”, rendendo più semplice lo studio dei meccanismi che, per la loro complessità, sarebbero difficili da studiare in un modello animale.
Il fine del nostro lavoro è la comprensione dei meccanismi patologici che, dal punto di vista della ricerca, serve a capire le cause per cui la cellula non si comporta in maniera fisiologica, peraltro creando un problema durante lo sviluppo o arrivando, addirittura, alla morte prematura durante le malattie degenerative; dal punto di vista terapeutico, riuscire a interferire con la via/e di segnalazione inficiata/e dalla mutazione può portare allo sviluppo di terapie sempre più mirate e personalizzate, non ultima la terapia cellulare e la terapia genica. Negli ultimi 7-8 anni abbiamo creato sistemi cellulari per studiare sia le malattie del neurosviluppo che quelle neurodegenerative.
In questo momento, quali progetti state portando avanti?
Tra i vari progetti che stiamo sviluppando, mi vorrei soffermare su una malattia del neurosviluppo, nota come Sindrome di Smith-Magenis: è una sindrome complessa caratterizzata da tratti distintivi del volto, ritardo dello sviluppo, ritardo mentale e disturbi del comportamento, che si manifestano, in genere, a partire fin dall’infanzia e comprendono gravi disturbi del sonno, iperattività, comportamenti stereotipati e autolesionistici. Nel corso degli anni, siamo riusciti a creare un gruppo multidisciplinare, costituito da figure professionali con conoscenze e competenze diverse, il cui confronto, partendo da approcci diversi, ha permesso di andare più a fondo nella ricerca. Insieme ai ricercatori, un ruolo importante lo ricopre l’associazione Smith-Magenis Italia: si tratta di un gruppo di famiglie, che vivono quotidianamente la malattia, la cui unione ha permesso loro di supportarsi a vicenda e aiutare le nuove famiglie colpite da tale problema. Peraltro, siamo stati i primi a produrre cellule iPSC da una paziente affetta da Smith-Magenis: stiamo pubblicando i risultati con i fibroblasti e, a breve, arriveremo a pubblicare anche quelli relativi alle staminali neurali. Questo in un prossimo futuro ci permetterà di definire e creare delle terapie personalizzate.
Cosa vuol dire fare ricerca sulle malattie rare?
Fare ricerca sulle malattie rare è molto coinvolgente, le malattie rare sono un mondo ancora troppo piccolo all’interno della ricerca biomedica. E’ coinvolgente perché si lavora a fianco dei pazienti, o dei loro genitori, che spesso sono disperati perché non possono dare neppure un nome alla loro malattia. E quando riescono ad avere un nome sono già contenti, anche se manca un riscontro nella cura. Una malattia genetica rara costituisce una sfida a livello di ricerca: da una parte, ci si scontra con il fatto che non esiste letteratura scientifica per formarsi e confrontarsi, dall’altra, in quanto pionieri, si può spaziare nella ricerca in qualsiasi direzione. Una grande problematica, in questa area di studi, è la mancanza di finanziamenti dovuta al fatto che, essendo “malattie rare”, sono malattie che affliggono un numero di pazienti troppo ridotto per essere considerato dalle case farmaceutiche.
L’emergenza determinata dalla pandemia da Sars-Cov-2 ha condizionato la ricerca in questi mesi?
Certamente, quest’ultimo anno non è stato semplice per la ricerca. All’interno dei laboratori, a causa delle limitazioni imposte dal distanziamento sociale, c’è stata la necessità di una riduzione del personale adibito alla ricerca. Questo chiaramente ha rallentato i lavori anche se, come Istituto Mendel di Casa Sollievo, abbiamo avuto la possibilità di rimanere sempre aperti, cercando di non lasciare indietro gli esperimenti più importanti.
