News da Venetonanotech.it 15.11.2007

Sistema di drug delivery basato su cellule staminali
15/11/2007 - www.azonano.com
Zappe, professore assistente di Ingegneria Biomedica al Carnegie Mellon, e un suo studente laureato Sasha Bakhru, stanno generando cellule staminali neurali adulte geneticamente ingegnerizzate per il rilascio di farmaci direttamente nel cervello dei pazienti; la cellule saranno programmatrici della produzione di una proteina essenziale mancante. Nella sindrome di Hunter, per esempio, i pazienti sono deficitari dell’enzima iduronato-2-solfatasi che aiuta le cellule a smaltire certi prodotti di rifiuto. Ogni 130.000 bambini uno nasce con questa rara ma mortale malattia genetica.

Zappe, che sta lavorando con il Dottor Raymoind Sekula, un neurochirurgo al Allegheny General Hospital, ha spiegato che ha selezionato cellule staminali neurali adulte per il suo lavoro perché hanno le seguenti proprietà: hanno la capacità di moltiplicarsi ex vivo, possono essere geneticamente ingegnerizzate, possono essere re-impiantate direttamente nel cervello dei pazienti e sostituire gran parte dei tipi di cellule cerebrali.

Per supportare il loro traguardo terapeutico, Zappe e il suo team hanno sviluppato microcapsule biocompatiblili che contengono cellule staminali neurali. Queste microcapsule controllano efficacemente sia la proliferazione di cellule staminali, differenziandole in tipi di cellule più specializzate come i neuroni, sia in che misura alle cellule staminali impiantate sarà permesso migrare nel tessuto ospite. Zappe utilizzerà queste capsule specifiche a forma di caviale specificamente per la rapida manipolazione delle cellule staminali da fuori il corpo e per un rilascio sicuro delle cellule staminali nel cervello. La risposta infiammatoria acuta che solitamente avviene dopo l’impianto, sembrerebbe normalmente causata dalla differenziazione in tipi di cellule staminali adulte che non sono capaci di migrare estensivamente. Cellule staminali incapsulate saranno protette dalla prematura differenziazione.
Dopo l’impianto iniziale, le cellule staminali incapsulate, ingegnerizzate per produrre un enzima che consuma le microcapsule, liberano le cellule staminali neurali. Le cellule staminali possono poi migrare in profondità nell’ambiente del tessuto cerebrale dove provvederanno all’enzima mancante. Zappe spiega: “Siamo particolarmente interessati nel colpire il cervello poiché quest’area del corpo è protetta dalla barriera ematoencefalica che è molto difficile da penetrare con enzimi terapeutici usualmente iniettati in pazienti con problemi ematici” Zappe e Sekula stanno lavorando per sviluppare tecnologie che permetteranno di raccogliere clinicamente e di coltivare cellule staminali neurali da un paziente, ingegnerizzarle geneticamente fuori dal corpo umano, e successivamente reimpiantarle e controllare in remoto le loro azioni in maniera non invasiva.

Zappe continua: “Usando una espressione genica inducibile, vorremmo controllare la degradazione della capsula e dosare la quantità di enzima terapeutico rilasciata nel cervello da cellule ingegnerizzate, tenendo come riferimento la dose di farmaco data ai pazienti in pastiglie’. La sindrome di Hunter è una malattia devastante che affligge oltre 500 bambini solo negli Stati Uniti. Secule aggiunge: “I rifiuti tossici si accumulano nelle cellule del corpo umano e, sebbene la progressione della malattia è lenta, la maggioranza dei bambini muore giovane. Provvedendo all’enzima mancante iduronato-2-solfatasi nel sistema nervoso centrale di questi bambini, potremmo cambiare il corso di questa malattia. La nostra tecnologia inoltre ha potenziali applicazioni per centinaia di altre malattie del sistema nervoso centrale.
 

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