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Parkinson e trapianto di cellule staminali adulte mesenchimali

 

L'encefalo o cervello è il principale centro di controllo di tutto il nostro corpo. Esso risiede nella scatola cranica e viene classicamente suddiviso in tre parti distinte: prosencefalo, mesencefalo e diencefalo. Tutte queste strutture sono correlate per mediare quella serie di segnali che permettono la sopravvivenza di un organismo. I segnali principali vengono elaborati nel prosencefalo ed attraverso una complicata rete di fibre, chiamate fibre nervose, viene trasmesso al resto del corpo. Nel cervello umano la maggior parte di tutti gli stimoli raggiungono e partono dalla corteccia cerebrale e passando attraverso alcune "stazioni" venenendo integrati e mediati in maniera tale da permettere tutta una serie di movimenti fini come prendere una forchetta dal tavolo oppure raccogliere uno spillo o un ago. I centri che regolano ed integrano questi movimenti sono localizzati nel Nucleo Striato e nei Gangli della Base, entrambi facenti parte del mesencefalo.

 

 

cellule staminali staminali e Parkinson

Figura 1 Struttura del cervello umano

 

La degenerazione di questi nuclei porta danni a livello motorio e sensitivo, con perdita progressiva della funzionalità. La Malattia di Parkinson è dovuta alla degenerazione cronica e progressiva di uno di questi nuclei chiamato sostanza nera o substantia nigra e situato a livello del mesencefalo. In questo sito viene prodotta la dopamina, un neurotrasmettitore inibitore essenziale per il controllo dei movimenti corporei. La Dopamina svolge un'attività di regolazione dei movimenti fini, andando ad agire sulle fibre di relè che attraversano la Substantia Nigra, un nucleo sensoriale-motorio di estrema importanza, in quanto qui viene regolato il movimento del corpo attraverso l'integrazione all'informazione sensoriale (vista, udito, olfatto, tatto). Nell'organismo si crea perciò uno squilibrio fra i meccanismi inibitori ed eccitatori, a favore di questi ultimi. L'innervazione eccitatoria (colinergica) prevale su quella inibitoria provocando progressivamente tremore a riposo, ipertonia con rigidità, incapacità al movimento senza riduzione della forza muscolare (acinesia), instabilità posturale, disturbi della parola e della scrittura, turbe vegetative e spesso sintomi ansioso-depressivi. Sebbene il deterioramento intellettivo non rappresenti un elemento tipico del quadro clinico delle fasi precoci della malattia, la demenza appare come uno degli esiti più frequentemente riscontrabili nelle fasi tardive in circa un terzo dei casi. Si tratta pertanto di una patologia estremamente invalidante.

 

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Figura 2 In questa figura possiamo vedere le principali vie coinvolte nell'isorgere della Malattia di Parkinson

 

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Figura 3 le vie coinvolte nell'insorgere del Parkinson in un modello tridimensionale del cervello.


Si osserva stretto legame di proporzionalità tra la perdita di cellule dopaminergiche ed i sintomi che si possono riscontrare, anche se le alterazioni alla base della malattia di Parkinson sono molto più ampie. Lo squilibrio tra sistemi di neurotrasmettitori sembra dunque essere alla base della malattia, anche se il ruolo della dopamina è predominante nell'insorgere della patologia.

 

La terapia tradizionale è di tipo farmacologico e mira a risolvere la sintomatologia di tipo motorio (tremori, rigidità, acinesia). Questo tipo di terapia permette un miglioramento osservabile a breve termine, non media comunque un controllo soddisfacente della malattia a causa di effetti collaterali importanti e di "wearing off".

Per questo sono in fase di valutazioni, terapie alternative, tra le quali spiccano le terapie cell-based con cellule staminali. Tra i diversi tipi di cellule staminali le più promettenti per la cura di patologie neurodegenerative, quindi anche della malattia di Parkinson, risultano essere le cellule staminali mesenchimali derivate del midollo osseo.

 

Questo tipo di cellule infatti presenta, oltre ad altre caratteristiche, quella di rispondere a segnali secreti da zone di degenerazione/lesione e di migrare selettivamente verso queste ultime dove sono capaci di esercitare un'azione riparatrice in quanto sono in grado sia di mediare una azione anti-infiammatoria che produce una diminuzione dell'attivazione della microglia ed ha un forte effetto neuro protettivo (1) offrendo sostegno ai neuroni sopravvissuti nell'area di necrosi. Questa tipologia cellulare è inoltre in grado di differenziare in cellule neuronali e rimpiazzare i neuroni persi e/o lesi, sia di stimolare i progenitori neuronali residenti nel tessuto cerebrale a completare il processo differenziativo mediante secrezione paracrina di fattori stimolanti il differenziamento cellulare (2,3,4). I trials clinici ad oggi effettuati si basano quasi esclusivamente sulla somministrazione per via endovenosa di cellule staminali mesenchimali (5,6). Le indicazioni che ci forniscono questi trials sottolineano due aspetti fondamentali di una terapia diretta contro sindromi neurodegenerative: la sicurezza della tecnica con assenza di effetti secondari e la presenza di miglioramenti sensibili e continuativi.  Pochi trials riportano la somministrazione di cellule staminali mediante inoculazione endocranica (7). In questo caso il numero basso di pazienti reclutati non da indicazioni sulla effettiva funzionalità di queste cellule, comunque i risultati ottenuti stimolano a proseguire i trials usando un numero maggiore di volontari. In riassunto comunque risultati che emergono dall'analisi della letteratura in merito sono promettenti e confermano il possibile utilizzo delle cellule staminali mesenchimali come futura opzione terapeutica per il trattamento di questa patologia.

 


Parkinson


1 - Effetti neuroprotettivi delle cellule staminali mesenchimali umane sui neuroni dopaminergici attraverso azione anti infiammatoria

Neuroprotective effects of human mesenchymal stem cells on dopaminergic neurons through anti-inflammatory action.

Kim YJ, Park HJ, Lee G, Bang OY, Ahn YH, Joe E, Kim HO, Lee PH.

Center for Neuroregeneration and Stem Cell Research, Ajou University School of Medicine, Suwon, South Korea.

2 - Trapianto di cellule staminali: una terapia promettente per la malattia di Parkinson

Stem cell transplantation: a promising therapy for Parkinson's disease.

Wang Y, Chen S, Yang D, Le WD.

Institute of Health Sciences, Shanghai Institutes for Biological Sciences of Chinese Academy of Science and Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, 225# South Chongqing Road, Shanghai 200025, China. yiwang1210@hotmail.com

3) Cellule staminali nello di sviluppo di protocolli terapeutici per la malattia di Parkinson: una prospettiva

J Cell Biochem. 2008 Dec 1;105(5):1153-60.

Stem cells in development of therapeutics for Parkinson's disease: a perspective.

Xi J, Zhang SC.
Department of Human Anatomy and Histology, Institute of Stem Cells and Tissue Engineering, Fudan University Shanghai Medical School, Shanghai, China.

4) Ripresa neurologica nella malattia di Parkinson a seguito del rimpiazzo cellulare e della rigenerazione endogena

Expert Opin Biol Ther. 2004 Feb;4(2):131-43.

Neurorestoration in Parkinson's disease by cell replacement and endogenous regeneration.

Hermann A, Gerlach M, Schwarz J, Storch A.
Department of Neurology, University of Ulm, Oberer Eselsberg 45, 89081 Ulm, Germany.
Abstract

5) Induzione delle cellule mesenchimali stromali derivate da midollo ossero umano adulto in cellule simili ad astrociti funzionanti: un trattamento ristorativo potenziale per la malattia di Parkinson

J Mol Neurosci. 2009 Sep;39(1-2):199-210. Epub 2009 Jan 6.

Induction of adult human bone marrow mesenchymal stromal cells into functional astrocyte-like cells: potential for restorative treatment in Parkinson's disease.

Bahat-Stroomza M, Barhum Y, Levy YS, Karpov O, Bulvik S, Melamed E, Offen D.
Laboratory of Neurosciences, Felsenstein Medical Research, Sackler Faculty of Medicine, Tel Aviv University, Tel Aviv, Israel.

6) Impianto intraarteriale autologo di cellule staminali adulte per pazienti affetti da malattia di Parkinson

J Vasc Interv Radiol. 2010 Apr;21(4):443-51.

Intraarterial autologous implantation of adult stem cells for patients with Parkinson disease.

Brazzini A, Cantella R, De la Cruz A, Yupanqui J, León C, Jorquiera T, Brazzini M, Ortega M, Saenz LN.
Brazzini Institute of Radiology, Lima 27, Perú. research@brazzini.com

7) Studio aperto sul trapianto unilateral autologo di cellule staminali mesenchimali derivate da midollo osseo autologo per la cura della malattia di Parkinson

Transl Res. 2010 Feb;155(2):62-70. Epub 2009 Aug 6.

Advanced Neuroscience Institute, BGS-Global Hospital, Bangalore, India. drnkvr@gmail.com
Open-labeled study of unilateral autologous bone-marrow-derived mesenchymal stem cell transplantation in Parkinson's disease.

Venkataramana NK, Kumar SK, Balaraju S, Radhakrishnan RC, Bansal A, Dixit A, Rao DK, Das M, Jan M, Gupta PK, Totey SM.