Una ricerca che aiuta a capire meglio come si formano le cellule del sangue prima della nascita e perché alcune malattie possano avere radici molto precoci nello sviluppo. Il gruppo di ricerca coordinato da Emanuele Azzoni docente di biologia cellulare e applicata del dipartimento di Medicina e chirurgia del nostro ateneo, ha identificato una nuova e inattesa origine di alcune cellule progenitrici del sangue durante la vita fetale, mostrando che queste cellule nascono solo in specifici vasi sanguigni.
Pubblicato su Nature Cardiovascular Research, lo studio offre nuovi strumenti per comprendere la programmazione precoce del sistema ematopoietico e le possibili implicazioni per leucemie pediatriche, malattie congenite del sangue con impatti significativi per la ricerca sul cancro e applicazioni di medicina rigenerativa.
Professor Azzoni, con questo studio cambia il modo in cui guardiamo alla formazione del sangue prima della nascita, in che modo aiuta a comprendere meglio malattie come le leucemie pediatriche?
Fino ad oggi, la ricerca si è concentrata molto sulle cellule staminali ematopoietiche (HSC) che garantiscono la produzione di cellule del sangue per tutta la vita. Il nostro studio dimostra che esiste una ondata di cellule progenitrici del sangue che appare durante la vita embrionale prima che le HSC prendano il sopravvento e che nasce da vasi sanguigni specifici, come le arterie vitelline e ombelicali. Questi progenitori sostengono la produzione di sangue durante la gestazione ma diminuiscono progressivamente dopo la nascita.
Il nostro studio può rappresentare un punto di svolta per la ricerca sulle leucemie pediatriche, che in molti casi hanno origine già durante la vita prenatale. La ricerca ha già dimostrato chiaramente che le leucemie dei bambini sono geneticamente diverse da quelle degli adulti. Si può quindi ipotizzare che i progenitori fetali e le HSC adulte reagiscano in modo diverso alle mutazioni alla base delle leucemie. Determinare l'identità molecolare specifica dei progenitori fetali ci permetterà quindi di capire perché alcune mutazioni acquisite in utero portino alla malattia proprio in quell'età, aprendo la strada all’identificazione di bersagli terapeutici più precisi.
Oltre all’oncologia pediatrica, quali prospettive apre questo studio per la medicina rigenerativa e per lo sviluppo di nuove strategie per produrre cellule del sangue in laboratorio?
La medicina rigenerativa cerca da tempo di ricreare le HSC in laboratorio e negli ultimi anni ha compiuto passi da gigante verso questo obiettivo. Tuttavia, i protocolli esistenti hanno necessità di essere ulteriormente migliorati e ottimizzati per raggiungere una riproducibilità e affidabilità sufficiente per arrivare alla clinica. Serve quindi una 'mappa' precisa dei programmi di sviluppo che avvengono naturalmente nell’embrione, in modo da poterli ricreare in laboratorio in maniera fedele.
La formazione delle prime cellule del sangue è un processo 'stratificato' e particolarmente complesso. Nel nostro studio abbiamo contribuito a decifrare parzialmente questa complessità. Più nello specifico, abbiamo identificato l’origine dei progenitori ematopoietici fetali e dimostrato che questa avviene in un tempo e un luogo specifico durante la vita embrionale. I nostri risultati offrono quindi nuove linee guida per progettare strategie di differenziamento in vitro capaci di produrre cellule del sangue funzionali.
Guardando al futuro, quali applicazioni potrebbe avere questa ricerca per la diagnosi e la ricerca sul cancro?
Una delle sfide future nella ricerca sullo sviluppo delle cellule staminali e progenitrici ematopoietiche è capire come il microambiente circostante, la cosiddetta 'nicchia', regoli la nascita di queste cellule. Sapere che queste cellule nascono in finestre temporali ristrette e in siti specifici durante l’embriogenesi ci permette di monitorare meglio i processi di sviluppo che potrebbero deragliare verso forme tumorali.
Inoltre, determinare se meccanismi analoghi operino negli esseri umani sarà essenziale per tradurre queste scoperte in modelli di malattia più accurati. Questo potrebbe portare a strumenti diagnostici capaci di identificare alterazioni precoci già durante la vita fetale, migliorando non solo la nostra comprensione dei processi cellulari e molecolari alla base del cancro, ma anche la nostra conoscenza delle malattie ematologiche congenite.
in copertina da sinistra: Cristiana Barone, Alessandro Muratore, Filipa Timóteo-Ferreira, Emanuele Azzoni, Gloria Zambelli, Giulia Quattrini
