Paralisi cerebrale: come possono essere d’aiuto le cellule staminali?
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In Europa, approssimativamente due bambini su mille sono affetti da paralisi cerebrale, la più comune disabilità fisica nell’infanzia. Essa causa una vasta gamma di sintomi fisici, che includono difficoltà di deambulazione e di coordinamento dei movimenti. Nessuna cura è stata finora scoperta. Possono le cellule staminali essere d’aiuto?
La paralisi cerebrale è un termine generico che descrive disabilità fisiche e mentali causate da un danno al cervello durante lo sviluppo di un individuo - in gravidanza o poco dopo la nascita. In molti casi non si conosce la causa precisa del danno al cervello.
I pazienti con paralisi cerebrale hanno spesso difficolta nel parlare, muoversi, mangiare e controllare il movimento degli occhi; alcuni pazienti hanno anche disabilità nell’apprendimento.
Non esiste cura per la paralisi cerebrale. Le attuali terapie si concentrano nell’aiutare i pazienti a affrontare i sintomi e migliorare la comunicazione. Esistono ad esempio alcuni farmaci che aiutano i pazienti a rilassare i muscoli irrigiditi, altri che migliorano i problemi di nutrizione nei bambini.
Alcuni studi, allo stadio ancora molto preliminare, stanno esaminando come poter usare cellule staminali per trattare la paralisi cerebrale.
Non esistono al momento trattamenti certificati e approvati per trattare la paralisi cerebrale.
I ricercatori pensano che le cellule staminali neurali (del cervello) potrebbero aiutare a far recuperare alcune funzionalità ai pazienti. I trapianti di cellule staminali neurali, o farmaci che attivino le naturali cellule staminali neurali, potrebbero riparare e rimpiazzare i neuroni e le altre cellule di supporto nel cervello.
Le cellule staminali mesenchimali (MSC in inglese) non possono generare nuove cellule del cervello, ma alcuni studi preliminari suggeriscono che le MSC rilascino sostanze che promuovono il naturale processo di riparazione nel cervello.
Poiché ogni caso di paralisi cerebrale è unico a sé stesso, capire le cause e implicazioni di queste disabilità è molto difficile.
Il processo di sviluppo del cervello è incredibilmente diverso negli umani rispetto agli altri animali. Questo rende estremamente difficile studiare e testare nuovi trattamenti per i disordini dello sviluppo cerebrale. I risultati scoperti in modelli animali possono infatti non recapitolare quello che succede negli umani.
Usare cellule staminali per riparare il cervello dei pazienti con paralisi cerebrale sarà incredibilmente complesso, perché le nuove cellule e neuroni dovranno connettersi correttamente nella intricata rete di migliaia di altri neuroni già presenti nel cervello.
La paralisi cerebrale è un termine generico che comprende gli effetti prodotti da un danno al cervello in via di sviluppo per varie cause. E’ collegata ad una serie di sintomi che includono debolezza muscolare e problemi di movimento. Il danno al cervello solitamente si verifica presto durante lo sviluppo, sia nel bambino durante la gravidanza che subito dopo la nascita. I sintomi possono includere difficoltà nel camminare, nell’equilibrio e nel controllo motorio, nel mangiare, nel deglutire, nel linguaggio o nel coordinamento del movimento oculare. Alcune persone affette dalla paralisi cerebrale hanno anche qualche livello di disabilità intellettiva. Non esistono due persone con paralisi cerebrale che sono colpite esattamente allo stesso modo.
Ogni bambino è unico e la paralisi cerebrale prende forme differenti che dipendono dall’area del cervello che è stata danneggiata. I medici, solitamente, fanno una diagnosi dopo aver guardato il danno cerebrale utilizzando una scansione MRI del cervello e valutando il problema dominante nel movimento nel paziente. Vi sono quattro tipi principali di paralisi cerebrale: spastico, discinetico, atassico, o misto, quando il paziente ha più di un disordine del movimento. La paralisi spatica del cervello è la forma più comune, pari a circa l’80% dei casi. Questo tipo, in genere, comporta rigidità muscolare, che rende difficile il movimento e può influenzare il linguaggio ed il controllo della vescica. Può interessare una parte o tutto il corpo. Molti pazienti con paralisi spastica possono anche avere qualche movimento involontario e vengono definiti con tipologia mista. La paralisi cerebrale discinetica riguarda il 10-15% dei casi ed è spesso una delle forme più gravi di paralisi cerebrale. Può causare movimenti involontari, cambiamenti nel tono muscolare e influenzare anche la postura e/o il movimento. La paralisi cerebrale atassica riguarda il 5% delle paralisi cerebrali e colpisce la coordinazione fine dei movimenti, ad esempio l’equilibrio, la postura, l’andatura, il controllo dei movimenti oculari e la percezione della profondità.
La paralisi cerebrale può insorgere durante la gravidanza, ma può anche essere causata da complicazioni alla nascita o in seguito a lesioni o malattia dopo la nascita. Spesso, è difficile individuare esattamente ciò che ha causato il danno al cervello, perché molte cause differenti possono concorrere nel creare un unico quadro sintomatologico in ogni persona, tra cui:
- Cambiamenti nei geni all’interno delle cellule del cervello possono influenzare come il cervello si sviluppa
- Il cervello a volte può svilupparsi in una forma o struttura insolita;
- Infezioni durante la gravidanza o lesioni fisiche possono causare danni al cervello
- Complicazioni nel parto prematuro
- Grave patologia alla nascita (conosciuta come encefalopatia neonatale) che a volte provoca una carenza di ossigeno al cervello
Le terapie odierne si concentrano sul rendere i sintomi della paralisi cerebrale più gestibili. Non esiste una cura, ma le squadre di operatori sanitari lavorano insieme col paziente per affrontare i diversi aspetti della loro paralisi cerebrale. Ciò può includere fisioterapia e terapia occupazionale per migliorare il movimento e la mobilità, così come la logopedia, per migliorare le capacità di comunicazione. Rilassanti muscolari sono disponibili per trattare la rigidità muscolare e altri farmaci sono disponibili per aiutare i bambini con problemi di alimentazione. Molte organizzazioni specializzate forniscono supporto per le famiglie e informazioni su terapie disponibili.
La ricerca di terapie con cellule staminali per la paralisi cerebrale è ancora in una fase molto precoce e attualmente non vi sono trattamenti disponibili. Diverse nuove strategie sono allo studio utilizzando cellule staminali, ma è improbabile che ognuna di esse offrirà una cura completa. Al contrario, esse hanno lo scopo di limitare i danni alle cellule del cervello e ridurre i sintomi. La paralisi cerebrale è così difficile da trattare perché può comportare danni a diversi tipi di cellule nel cervello. Le cellule gravemente danneggiate possono essere perse completamente. Gli scienziati si aspettano che i trattamenti futuri avranno lo scopo di proteggere e riparare le cellule cerebrali danneggiate prima di essere perdute del tutto. Questo significa che qualunque nuovo trattamento deve essere applicato entro una breve finestra temporale, fra la lesione iniziale che ha causato il danno e l’inizio della pedita cellulare permanente.
Oggi i ricercatori stanno usando diversi tipi di cellule staminali per studiare le lesioni cerebrali negli animali e per esplorare le possibilità di sviluppo di nuovi trattamenti. In alcuni di questi studi sembra che i ricercatori siano stati in grado di ridurre i danni al cervello e gli animali hanno mostrato alcuni miglioramenti dei loro sintomi. Tuttavia, questi effetti sugli animali non sono ancora pienamente compresi e ciò che accade negli animali in laboratorio non è sempre una corrispondenza esatta di ciò che accadrà in pazienti umani. E’ necessario molto più lavoro e potrebbero occorrere molti anni affinché tale ricerca possa essere applicata per trattare la paralisi cerebrale.
Sostituzione delle cellule perse nel cervello
Il cervello e il midollo spinale contengono cellule chiamate precursori neurali, che possono svilupparsi in cellule specializzate del sistema nervoso. Un’idea è che questi precursori neurali possano essere trapiantati in pazienti con paralisi cerebrale o usate per fare nuove cellule nervose in laboratorio per sostituire le cellule perse nel cervello del paziente. Tuttavia, se questo risulta essere possibile, è comunque un obiettivo davvero a lungo termine. Le nuove cellule trapiantate nel cervello dovrebbero essere collegate correttamente con la complessa rete di migliaia di cellule interconnesse che trasportano i segnali nel cervello. Questo è estremamente impegnativo e comporta rischi gravi, per cui i ricercatori sperano che altri approcci forniranno risultati prima.
L'iniezione di cellule staminali per aiutare a proteggere o riparare le cellule nervose danneggiate
La ricerca è in corso per indagare su una serie di diversi tipi di cellule staminali per questo scopo:
Precursori neurali dal cervello e midollo spinale sono allo studio negli animali come strumento di supporto per tessuti danneggiati nel cervello. Uno studio che ha utilizzato ratti, in cui precursori neurali sono stati iniettati nel cervello dopo una lesione, ha trovato che le cellule iniettate hanno rilasciato sostanze chimiche che hanno aiutato le cellule nervose danneggiate a sopravvivere. Un danno permanente alle cellule nervose potrebbe essere evitato perché i precursori iniettati hanno proprietà protettive, aiutando a prevenire la perdita di cellule cerebrali specializzate chiamate oligodendrociti e neuroni. Questi primi risultati sono ora oggetto di ulteriori indagini.
Le cellule staminali mesenchimali (CSM), che possono svilupparsi in ossa, muscoli e tessuti circolatori, sono in fase di sperimentazione nei topi per indagare il loro uso per il trattamento di danni cerebrali. Le CSM non possono svilupparsi in cellule cerebrali, ma alcuni studi suggeriscono che, quando vengono iniettate nel cervello o nel flusso sanguigno dei topi, possono viaggiare verso la parte danneggiata del cervello e rilasciare sostanze che aiutano a sostenere il recupero delle cellule nervose. Gli scienziati stanno ora lavorando per capire esattamente come questo effetto si ottiene nei topi, che ruolo hanno avuto le cellule staminali mesenchimali iniettate e se ciò possa essere sviluppato in un approccio sicuro ed efficace per il trattamento di pazienti umani.
Le cellule staminali del cordone ombelicale possono essere raccolte dal cordone ombelicale subito dopo la nascita. Queste cellule hanno dimostrato di essere molto utili nel trattamento di alcuni tumori del sangue come la leucemia. Sono attualmente in fase di sperimentazione come potenziale trattamento per la paralisi cerebrale e i ricercatori sperano che possano essere in grado di supportare il recupero delle cellule nervose danneggiate con il rilascio di sostanze che stimolano i sistemi di riparazione che l’organismo possiede.
Studiare come agisce la paralisi cerebrale mediante cellule staminali
Le cellule staminali embrionali e le cellule staminali pluripotenti indotte (iPS) sono entrambe tipi di cellule staminali conosciute come pluripotenti. Questo significa che possono trasformarsi in qualsiasi tipo di cellula del corpo. Esse sono attualmente utilizzate in laboratorio per la produzione di diversi tipi di cellule specializzate del cervello al fine di studiare come agisce la paralisi cerebrale. Si tratta di uno strumento molto importante per i ricercatori nel tentativo di individuare nuove possibilità di trattamenti. Le cellule staminali pluripotenti indotte possono essere create da cellule della pelle di un paziente e utilizzate per la produzione di cellule nervose che hanno gli stessi geni del paziente. Questo li rende fondamentali per studiare il ruolo di alcuni geni nella malattia. In teoria, le cellule iPS potrebbero anche essere utilizzate per produrre cellule nervose per il trapianto nel paziente senza rischio di rigetto, poiché le cellule sono derivate dalla pelle del paziente stesso. Tuttavia, ancora non vi sono cellule prodotte dalle cellule iPS per il trapianto in pazienti con paralisi cerebrale ed è necessario ancora lavoro per stabilire se questa possa essere o no una possibilità nel futuro.
Sviluppo di farmaci diretti alle cellule staminali già presenti nel cervello
Il nostro cervello contiene cellule staminali capaci di produrre le cellule nervose del cervello. Una strada possibile per il trattamento della paralisi cerebrale sarebbe quella di sviluppare farmaci per stimolare le cellule staminali del paziente a diventare più attive e riparare il tessuto danneggiato. I ricercatori sperano che gli studi sulle cellule staminali del cervello e le cellule nervose in laboratorio potranno aiutare a identificare i tipi di farmaci che potrebbero essere utili per questo scopo.
No. La ricerca di potenziali terapie con cellule staminali per la paralisi cerebrale è ancora in fase di studio in laboratorio e alcuni trial clinici sono molto preliminari, per cui nessun trattamento provato è attualmente disponibile. Gli studi clinici in corso prevedono in genere l’iniezione di cellule staminali del midollo osseo o del cordone ombelicale nel cervello. Sebbene vengano effettuate misurazioni di ogni cambiamento nel controllo del movimento dei pazienti, l'obiettivo principale di questi studi clinici è quello di scoprire se questi trattamenti sono sicuri. I trial clinici in corso sono elencati nel registro clinicaltrials.gov. E' probabile che sarà necessaria una combinazione di trattamenti per pazienti con paralisi cerebrale, sfruttando i vantaggi di cellule staminali, fisioterapia e altri approcci. Molti dubbi devono essere risolti con ulteriori ricerche, prima che i trattamenti con le cellule staminali possano diventare una realtà, per esempio:
- Quale dei vari tipi di cellule staminali sarebbe la migliore da usare?
- Come possiamo ottenere le cellule di cui abbiamo bisogno in grandi quantità?
- Qual è il modo migliore in cui utilizzare queste cellule e come potranno influenzare l’organismo?
- Se si prevede di iniettare le cellule, dovrebbero essere iniettate direttamente nella zona danneggiata del cervello, o nel flusso sanguigno?
- Quando si deve iniziare il trattamento per avere il miglior risultato, cioè c'è una finestra di tempo dopo la quale il danno diventa permanente?
- E’ una soluzione migliore il trattamento che stimola le cellule staminali già all'interno del cervello?
La sicurezza di qualsiasi trattamento deve anche essere stabilita attraverso molte fasi di ricerca per ridurre il rischio per i pazienti. Ad esempio, un problema di sicurezza particolare per le cellule staminali è che sono in grado di dividersi e moltiplicarsi notevolmente, nel senso che hanno il potenziale di formare tumori. Gli scienziati hanno quindi bisogno di sapere esattamente come le cellule staminali si comporteranno quando vengono utilizzate come trattamento, e questo richiede tempo.
Anche se potete trovare cliniche che offrono terapie con cellule staminali per svariate malattie, non ci sono terapie con cellule staminali per la paralisi cerebrale che si sono dimostrate sicure ed efficaci.
La presente scheda informativa è stata creata da Nia Powell e recensita da Ali Fatemi, Veronica Lynch, Megan Munsie e Iona Novak.
Tradotta in italiano da Marco Onorati e Maria Teresa Dell’Anno.
Immagine di una madre e sua figlia con paralisi cerebrale di Libby Welch, Wellcome Images. Immagine di precursori neurali in differenziamento di Nina Callard, Wellcome Images.Illustrazione che mostra esempi di cellule nervose nel cervello creata da Nia Powell utilizzando Servier Medical Art.