Ricercatori dello European Bioinformatics Institute hanno risolto una sfida in biologia delle cellule staminali ‘resettando' con successo cellule staminali pluripotenti fino allo stato originario, al punto massimo dello sviluppo pluripotenziale.

Lo studio, pubblicato su Cell, ha coinvolto scienziati dal Regno Unito, dalla Germania e dal Giappone e si è svolto tra l’Università di Cambridge e il EMBL-EBI.
Le cellule staminali embrionali, che si generano all’inizio dello sviluppo dell’embrione, sono capaci di differenziarsi in tutti i tipi di cellule. Finora, gli scienziati sono stati in grado solo di riportare le cellule staminali adulte (per esempio del fegato o della pelle) allo stato di cellule pluripotenti ma con alcune proprietà particolari che le predispongono a diventare cellule di un certo tipo piuttosto che di un altro.

Cellule staminali embrionali che possono differenziarsi in tutti i tipi di cellule sono state ottenute solo dai topi e dai ratti e, anche se le cellule pluripotenti umane possono essere coltivate a partire da embrioni ottenuti tramite fecondazione in vitro non ci sono state cellule umane comparabili con quelle ottenute dai topi.

“Riportare indietro le cellule di topo fino a uno ‘stato bianco’ è diventata ormai routine, ma generare l’equivalente con linee cellulari umane è una sfida”, ha detto Paul Bertone, ricercatore all’EMBL-EBI e autore dello studio. “Le cellule pluripotenti umane assomigliano a un tipo cellulare che appare un po’ dopo nello sviluppo dei mammiferi, dopo che l’embrione si è impiantato nell’utero.” A questo punto cominciano piccoli cambiamenti nell’espressione genica che influenzano le cellule, che sono così instradate verso un particolare derivazione e diventeranno cellule di un tipo particolare.

Utilizzando un metodo innovativo, e comparando man mano i dati con l’analisi computazionale, i ricercatori hanno usato metodi riprogrammativi per esprimere due diversi geni (NANOG e KLF2) che “resettano” la cellula.
Questi possono mantenere le cellule nello stato originario in modo indefinito, inibendo gli specifici percorsi biologici.
Le cellule risultanti sono così capaci di differenziarsi in cellule adulte di qualsiasi tipo e sono geneticamente normali.
“Dovevamo capire dove queste cellule si trovano nello spettro delle cellule pluripotenti umane e di topo che sono state prodotte finora” ha spiegato Paul, “abbiamo comparato cellule umane ‘resettate’ a vere cellule staminali embrionali di topo e abbiamo visto molte somiglianze.”

Gli scienziati hanno inoltre notato che la metilazione del DNA, un processo essenziale per il normale sviluppo della cellula e associato con alcuni processi chiave, come l’imprinting genomico o l’inattivazione del cromosoma X, era cancellata nella maggior parte del genoma delle cellule ‘resettate’, indicando che le cellule non avevano “memoria” del loro stato precedente e potevano produrre qualsiasi tipo di cellule.