Cellule staminali neurali e approcci alla terapia. Daniela Ferrari Università Milano Bicocca Dipar7mento di Biotecnologie e Bioscienze

Transcript

1 Cellule staminali neurali e approcci alla terapia Daniela Ferrari Università Milano Bicocca Dipar7mento di Biotecnologie e Bioscienze

2 LE CELLULE STAMINALI ZIGOTE TOTIPOTENTE CELLULE STAMINALI EMBRIONALI PLURIPOTENTI CELLULE STAMINALI SOMATICHE (TESSUTO SPECIFICHE) MULTIPOTENTI FETALI ADULTE Prof. Angelo Vescovi Università Milano- Bicocca IRCSS Casa Sollievo della Sofferenza INDUCED PLURIPOTENT STEM CELLS (PLURIPOTENTI)

3 LE CELLULE STAMINALI SOMATICHE SVILUPPO FETALE: Generare tu5e le cellule che cos;tuiranno i tessu; e gli organi ORGANISMO ADULTO: Mantenere l integrità dei tessu;

4 LE CELLULE STAMINALI SOMATICHE NICCHIE STAMINALI nei TESSUTI RINNOVABILI Pelle Intes7no midollo osseo

5 Cellule Staminali Cerebrali Umane Per gran parte del XX secolo si è lavorato con la convinzione che il sistema nervoso centrale dei mammiferi fosse un sistema sta8co che non potesse dare origine a nuovi neuroni Anche nel sistema nervoso centrale ci sono cellule staminali in grado di mol;plicarsi e di differenziare dando origine a NEURONI, ASTROCITI ed OLIGODENDROCITI

6 Cellule Staminali Cerebrali Umane NICCHIE STAMINALI NEL CERVELLO UMANO VENTRICOLI LATERALI IPPOCAMPO

7 MalaQe Neurodegenera7ve MORBO DI PARKINSON SCLEROSI LATERALE AMIOTROFICA SCLEROSI MULTIPLA

8 Neuroinfiammazione ELEMENTI FONDAMENTALI DELLA DIFESA IMMUNOLOGICA DEL SISTEMA NERVOSO: Barriera ematoencefalica e infiltra; Microglia Astroglia

9 ASTROGLIOSI ASTROCITI normali ASTROCITI aqva; (ASTROGLIOSI)

10 Microgliosi

11 Possibili effeq terapeu7ci: 1. Terapia cellulare sos7tu7va 2. Azione neuroproteqva e immunomodulatoria Mercoledì 22 marzo 17 11

12 Cellule staminali cerebrali

13 Cellule staminali cerebrali Fa5ori di Crescita 1E+11 CURVA DI CRESCITA NUMERO DI CELLULE 1E GIORNI IN COLTURA

14 Cellule staminali cerebrali Indifferenziata Differenziata

15 Cellule staminali cerebrali NSC PIASTRATE PER IL DIFFERENZIAMENTO

16 Cellule staminali cerebrali NSC DOPO 6 GIORNI DI DIFFERENZIAMENTO

17 Cellule differenziate in vitro NEURONI e ASTROCITI GFAPBTubDAPI OLIGODENDROCITI GalCDAPI

18 Strategie di trapianto: 1. Intraparenchimale MORBO DI PARKINSON SCLEROSI LATERALE AMIOTROFICA

19 SCLEROSI MULTIPLA Strategie di trapianto: 2. Sistemica

20 LE STAMINALI CEREBRALI TRAPIANTATE MIGRANO NEL SNC"

21 ALCUNE CELLULE TRAPIANTATE SI TROVANO IN PROSSIMITA DEGLI ASSONI IN VIA DI DEMIELINIZZAZIONE e CONTRIBUISCONO AL PROCESSO DI RIMIELINIZZAZIONE NESTIN NeuN Mash-1 Dlx-2 PSA-NCAM PSA-NCAM BrdU

22 Possibili effeq terapeu7ci: 1. Terapia cellulare sos7tu7va 2. Azione neuroproteqva e immunomodulatoria Mercoledì 22 marzo 17 22

23 Le cellule staminali cerebrali umane nel trial clinico sui mala7 di SLA Dal laboratorio Al paziente

24 Sclerosi Laterale Amiotrofica malaqa neurodegenera7va rara che colpisce seleqvamente motoneuroni sia centrali (I motoneurone della corteccia cerebrale), sia periferici (II motoneurone, a livello del tronco encefalico e del midollo spinale)

25 Sclerosi Laterale Amiotrofica Sintomatologia variabile e complessa sia per ;po di sintomi che per velocità di progressione (sopravvivenza media di 3/5 anni solo il 10% arriva a 10 anni) Esordio BULBARE o SPINALE Cara5erizzata da: iniziale indebolimento della muscolatura di braccia e gambe/problemi alla parola progressivo e rapido coinvolgimento di tu5a la muscolatura volontaria paralisi totale ad eccezione della muscolatura estrinseca degli occhi, degli sfinteri e del cuore. le funzioni sensoriali e cogni;ve rimangono inalterate per tu5o il perdurare della malaqa

26 Sclerosi Laterale Amiotrofica EVENTI CHIAVE: - Degenerazione dei motoneuroni inferiori - Neuroinfiammazione (astroglia e microglia linfoci; T) - Motoneuroni primari: degenerazione assonale e riduzione fibre mieliniche FORME FAMILIARI ALS sporadica (sals) e familiare (fals) (10% dei casi) Ruolo della mutazione sulla CuZn superossido dismutasi (SOD1) : Mutata nel 20% delle fals Gain of func;on

27 NON ESISTONO TERAPIE IN GRADO DI CURARE O DI RISOLVERE LA SLA TERAPIA CELLULARE e CELLULE STAMINALI

28 TRAPIANTO IN MODELLI ANIMALI DI SLA RaQ SOD1 G93A Corna ventrali

29 TRAPIANTO IN MODELLI ANIMALI DI SLA PESO ROTA ROD SCORE MOTORIO Il trapianto di cellule staminali neurali riduce la perdita di massa muscolare e contrasta il progredire dei sintomi motori del modello animale di SLA

30 Cellule staminali cerebrali umane per uso clinico Cellule prodo5e in regime GMP GOOD MANUFACTURING PRACTICE cioè secondo Norme di Buona Fabbricazione CELLULE CLINICAL GRADE idonee all u;lizzo in TRIAL CLINICI DI FASE I

31 CARATTERIZZAZIONE CRESCITA DIFFERENZIAMENTO NUMERO DI CELLULE 1E+11 1E GIORNI IN COLTURA 35 40

32 TEST DI SICUREZZA Trapianto in topi immunodeficien; Sono animali u;lizza; per valutare la NON TUMOROGENICITA delle linee cellulari umane GMP- grade. hnscs sono trapiantate nel cervello e lasciate per 6 mesi.

33 TRIAL CLINICO DI FASE I

34 ObieQvi del trial clinico di Fase I Verificare nei pazien; la sicurezza e la tollerabilità delle cellule staminali fetali neurali espanse in vitro Verificare la sicurezza e la tollerabilità di un modello microchirurgico di trapianto delle cellule staminali Misurare l impa5o del trapianto delle cellule staminali neurali sulla qualità di vita e sul tono dell umore nei pazien;

35 Trapianto di cellule staminali neurali CORNA VENTRALI del midollo spinale

36 Risulta7 Fase I Nessun paziente ha evidenziato un peggioramento neurologico nell immediato postoperatorio In nessun caso è stata necessaria una alimentazione ar;ficiale postoperatoria o la realizzazione di una tracheotomia TuQ i pazien; sono sta; mobilizza; aqvamente e passivamente dalla prima giornata post- operatoria Non si sono osservate deiscenze o complicanze delle ferite chirurgiche A distanza di 7 giorni dall intervento i pazien; sono sta; invia; presso il Centro di Reclutamento per il prosieguo del tra5amento I controlli MRI immedia; ed a distanza hanno escluso complicanze post- chirurgiche

37 Grazie al sostegno di: Associazione Pro Roberto