RICERCA ITALIANA     

Nuove strategie nell’approccio alle malattie respiratorie: differenziamento epiteliale e vascolare dopo somministrazione di cellule staminali nella riparazione del danno polmonare da iperossia in modello animale.

Università degli Studi di Padova

Abstract

Introduzione. La conoscenza delle capacità di replicazione e differenziamento nell’albero respiratorio è ancora limitata, così risulta in gran parte inesplorato il potenziale terapeutico in questo apparato. Il presente progetto muove dalla necessità di valutazione in vivo dell’efficacia terapeutica delle cellule staminali, e di possibili ulteriori innovazioni terapeutiche per il danno polmonare.
Il glomo carotideo è coinvolto nella regolazione del respiro ed un suo ruolo è stato ipotizzato in alcune condizioni patologiche caratterizzate da anomala risposta ventilatoria all'ipossia, quali la sindrome della morte improvvisa del lattante
Scopo. Valutare l’efficacia terapeutica delle cellule staminali sia native, che differenziate e modificate geneticamente nella riparazione del danno polmonare sperimentale. Parallelamente si vuole valutare nel glomo carotideo di ratto gli effetti dell'esposizione all'iperossia durante le prime settimane di vita
postnatale
Materiale e metodi. Implementazione di un modello sperimentale animale (ratto) di danno polmonare (Decreto N. 173/2006-B del 4.12.2006 AUTORIZZAZIONE). Nel corso degli esperimenti cellule staminali saranno isolate dal liquido amniotico di ratte gravide (rat amniotic fluid stem cells, rAFSC) ed espanse in vitro. Le staminali saranno poi iniettate endovena o veicolate via endotracheale in animali (controlli e affetti da pneumopatia sperimentale) per verificarne l’homing” e il potenziale >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Raffaele De Caro Università degli Studi di PADOVA

Obiettivo del Programma di Ricerca

1. Valutazione dell’homing e differenziazione delle staminali somministrate nella citoarchitettura dell’albero respiratorio.
2. Valutazione degli effetti collaterali della somministrazione delle cellule (neoplasia, rigetto, assenza di homing, ecc.). In particolare sarà valutata la capacità differenziativa di specifiche linee cellulari (CD 133+, hAFS, rAFS).
3. Ruolo dell’angigenesi e dei fattori angiogenetici, durante lo sviluppo alveolare normale, lesione e riparazione.
4. Identificazione di modificazioni nel glomo carotideo ascrivibili all'iperossia e che potrebbero essere alla base di alterazioni funzionali del glomo, con possibili implicazioni in condizioni cliniche quali la sindrome della morte improvvisa del lattante.

Risultati parziali attesi

Disponibilità di un modello animale che per versatilità e poliedricità di sperimentazione consente l’indagine nell’ambito delle più frequenti patologie respiratorie, di carattere sia malformativo o genetico, che lesionale, e neoplastico.
Dato l’esteso campo di applicazione ne segue un’elevato interesse da parte di operatori/ricercatori di svariate discipline sia in campo clinico che sperimentale, e sia nelle aree di competenza medica, che chirurgica. La patologia respiratoria, a cui principalmente fa riferimento il progetto, presenta attualmente una compagine terapeutica ancora in gran parte palliativa e/o sintomatica, comunque non sostitutiva. Quindi detto programma offre una base operativa per un approccio medico rigenerativo e/o risolutivo, come da trattamento attraverso trapianto, terapia cellulare e terapia genica.
Il progetto permette l’applicazione di tecnologie innovative sia genetiche che cellulari, ma anche immunologiche e farmacologiche oltre i confini dell’area laboratoristica, consentendo una applicazione in vivo mirata e guidata da ricercatori specialisti in settori di ricerca all’avanguardia.
Il carico di patologia respiratoria nello scenario mondiale ha visto crescere l’incidenza dell’asma, della displasia broncopolmonare e un miglioramento delle tecniche diagnostiche, ivi inclusa la fibrosi cistica (Chernick V & Mellins RB, 2004). La genetica molecolare, l’ingegneria genetica e anche le tecniche di terapia sostitutiva con >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

La pneumopatia neonatale (broncodisplasia,BPD) colpisce il 20-40% dei neonati pretermine. La disponibilità di un modello sperimentale viene avvalorata dal nuovo paradigma terapeutico rappresentato dall’utilizzo e dibattito sulle cellule staminali e la terapia genica. La colonizzazione di tessuti solidi e l’identificazione con marcatura consente di studiare l’homing, l’engraftment e la differenziazione alveolare (Kotton DN, et al. 2001; Krause DS, et al. 2001; Neuringer IP, 2004). L’ingegnerizzazione e la visualizzazione dell’homing polmonare, dopo trapianto di midollo (Grove J, et al. 2002; Theise, et al. 2002; Suratt, et al. 2003) ha finora consentito un certo ottimismo nelle nuove e crescenti possibilità terapeutiche. Tuttavia dati più recenti hanno dimostrato che le cellule staminali ematopoietiche purificate o midollari non sembrano contribuire alla riparazione e alla transdifferenziazione in cellule epiteliali polmonari (Chang JC, et al. 2005; Kotton DN, et al. 2005). L’isolamento di cellule staminali embrionali sembra promettente, evidenziandone, in particolari condizioni di coltura ed espansione, le capacita’ differenziative in progenitori di cellule epiteliari alveolari di tipo II (Rippon HJ et al, 2006; Van Vranken BE et al, 2005; Bishop AE et al 2006). Recentemente si è evidenziato come il liquido amniotico possa rappresentare una fonte di cellule staminali pluripotenti (Fauza D, 2004), infatti le cellule staminali del fluido amniotico (hAFS) hanno dimostrato >>>