Produzione di ionociti: un passo verso la terapia cellulare per la fibrosi cistica

Oct 25, 2023

I modulatori del regolatore della conduttanza transmembrana della fibrosi cistica (CFTR) hanno rappresentato una svolta per la fibrosi cistica, migliorando il movimento del cloruro e dell'acqua e inumidendo le secrezioni di muco. Ma questi farmaci sono costosi, non funzionano in tutti i pazienti affetti da fibrosi cistica e hanno effetti collaterali e interazioni con altri farmaci. Le persone che rispondono ai modulatori CFTR devono assumerli per tutta la vita.

La ricercatrice Ruby Wang, MD, e Benjamin Raby, MD, MPH, capo della divisione di medicina polmonare presso il Boston Children's Hospital, immaginano un approccio alternativo: terapia cellulare o terapia genica mirata a un tipo di cellula che è stata scoperta solo di recente.

Nel 2018, due studi pubblicati su Nature hanno scosso la comunità scientifica sulla fibrosi cistica. Hanno scoperto che la mutazione del gene CFTR colpisce principalmente gli ionociti, cellule precedentemente sconosciute che costituiscono solo l’1% delle cellule delle vie aeree. Sorprendentemente, più del 90% della proteina CFTR veniva prodotta da queste rare cellule.

Ora, nell’American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, Wang e colleghi della Boston University riferiscono di aver creato per la prima volta ionociti da pazienti utilizzando la tecnologia delle cellule staminali. I collaboratori del Boston Children's includono Thorsten Schlaeger, PhD, e Yang Tang del Programma di ricerca sulle cellule staminali e Stuart Rollins, MD, e Chantelle Simone-Roach in Medicina polmonare.

Il risultato significa che ora gli ionociti possono essere studiati in una piastra per comprenderne la biologia e il loro possibile utilizzo come veicolo di trattamento.

"Forse potremmo correggere gli ionociti dei pazienti e rimetterli nei polmoni", dice Wang. "Ecco perché è emozionante."

L’idea che gli ionociti potessero svolgere un ruolo chiave nella fibrosi cistica ha inizialmente suscitato un forte scetticismo. Come può una cellula così insolita contribuire a mantenere puliti i polmoni? Le cellule ciliate delle vie aeree, che spingono il muco lungo le vie aeree, sembravano la cellula logica da prendere di mira.

"Quando frequentavo la facoltà di medicina, la verità era che la mutazione CFTR era nelle cellule ciliate", afferma Wang. "All'epoca non conoscevamo gli ionociti e non ci aspettavamo di produrli."

Ma con loro sorpresa, lo fecero. Partendo dalle cellule del sangue dei pazienti, Wang e i suoi colleghi hanno creato cellule staminali pluripotenti indotte. Hanno quindi indirizzato le cellule staminali a differenziarsi in modo graduale, generando prima cellule basali delle vie aeree (iBC) attraverso un protocollo precedentemente pubblicato. Inaspettatamente, la modifica del protocollo e la stimolazione degli iBC hanno prodotto ionociti con alti livelli di proteina CFTR.

In una capsula, gli ionociti hanno lunghe estensioni un po' come i neuroni. Ciò ha portato i ricercatori a ipotizzare che potrebbero comunicare con altre cellule e influenzarle. Wang pensa che ci vorrà più tempo per capire esattamente cosa fanno.

"Ora dobbiamo scoprire l'origine e la funzione dello sviluppo degli ionociti", afferma Wang. "È difficile da studiare perché sono così rari."

Il lavoro di Wang fa parte di uno sforzo più ampio in corso presso Boston Children's. Con i collaboratori Carla Kim, PhD, Schlaeger e George Daley, MD, PhD, del programma di ricerca sulle cellule staminali, lei e Raby hanno formato un'iniziativa di terapia cellulare polmonare per cercare terapie alternative per le malattie polmonari. Avendo a disposizione le cellule colpite più rilevanti, nonché una piattaforma basata su cellule umane per studiarle, la fibrosi cistica potrebbe essere il primo caso di prova.

Scopri di più sul Centro Fibrosi Cistica, che si prende cura di bambini e adulti. Per informazioni su come sostenere questa ricerca, contattare [email protected].

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