Trapianto di cellule staminali neuronali come strategia terapeutica per l'Atrofia Muscolare Spinale

L'atrofia muscolare spinale (SMA) è una malattia del motoneurone spesso ad esito fatale che causa progressiva paralisi muscolare. E' la più frequente causa di morte per causa genetica nella prima infanzia. Attualmente non esiste una terapia efficace per tale patologia. Il trapianto di cellule staminali può rappresentare una potenziale strategia terapeutica, soprattutto se effettuato in associazione con altri approcci di tipo farmacologico o molecolare. In questo progetto presentiamo uno studio sperimentale che si propone di verificare il potenziale terapeutico di una sottopopolazione di cellule staminali neuronali in associazione con l'uso di nuove molecole farmacologiche. Recentemente abbiamo isolato e caratterizzato una sottopopolazione cellulare staminale neuronale ad elevata attività Aldeide Deidrogenasica e basso Side Scatter (ALDHhiSSClo-NSCs) allo scopo di ottenere una maggiore efficienza di trapianto in modelli animali di patologie neurodegenerative. Tale popolazione risulta in vivo in grado di generare motoneuroni e di migliorare il fenotipo dell'Amiotrofia Spinale con Distress Respiratorio di tipo 1 (SMARD1) (Corti et al., 2006). Il presente progetto si propone di determinare l'efficacia delle cellule ALDHhiSSClo-NSCs in un modello murino di SMA. In una seconda fase valuteremo se le ALDHhiSSClo-NSCs possano essere utilizzate razionalmente ed efficacemente in sinergia con molecole in grado, attraverso l'attivazione della trascrizione e/o la modulazione dello splicing, di incrementare l'espressione del gene SMN, gene che risulta mutato nella SMA. Utilizzeremo il modello murino FVB.Cg-Tg(SMN2*delta7)4299Ahmb Tg(SMN2)89Ahmb Smn1tm1Msd/J che riproduce il fenotipo della SMA umana, con progressiva perdita motoneuronale, paralisi muscolare e morte precoce. Gli obiettivi specifici del progetto sono i seguenti: i) Definire protocolli di isolamento di NSCs e del loro differenziamento in motoneuroni; ii) Studiare il potenziale terapeutico di cellule ALDHhiSSClo-NSCs in termini di modificazione fenotipica in un modello murino di SMA. Potenzieremo la capacità di migrazione e sopravvivenza dal liquido cefalorachidiano al parenchima midollare spinale, il grado di estensione assonale e la sinaptogenesi a livello neuromuscolare. Valuteremo inoltre l'efficacia di trapianto e di differenziamento motoneuronale specifico; iii) Caratterizzare l'interazione cellulare e molecolare bi-direzionale tra le cellule trapiantate e i motoneuroni endogeni, analizzare i meccanismi molecolari e cellulari che determinano la modulazione dei pathways di neurodegenerazione e di neuroprotezione nonchè i segnali che inducono gli eventi di neurogenesi; iv) Determinare un possibile sinergismo di molecole con un ruolo up-regolatorio del gene SMN nel trapianto nel sistema nervoso centrale. I risultati del progetto potranno fornire dati sperimentali preliminari per lo sviluppo di studi clinici di fase I-II in pazienti affetti da SMA e da altre patologie motoneuronali.