Utilizzando l'impalcatura della natura per indurre le cellule a svilupparsi in muscoli

di Fred Thys, Weymouth, Massachusetts

 

Neil Camarta, che ha la FSHD e ha fondato la FSHD Canada Foundation, ha scoperto la rigenerazione muscolare quando ha collaborato con il fondatore di Lululemon Chip Wilson per creare Solve FSHD, un'associazione filantropica impegnata a investire 100 milioni di dollari in terapie per la FSHD.

Camarta ha detto che lui e Wilson hanno appreso che la Fondazione per l'atrofia muscolare spinale (SMA) stava lavorando sulla rigenerazione muscolare per i pazienti affetti da quella patologia. Camarta ha affermato che la Fondazione SMA si è offerta di collaborare con Solve FSHD per la ricerca sulla ricostruzione muscolare.

Camarta ha appreso che Stephen Badylak, DVM PhD MD, presso il McGowan Institute for Regenerative Medicine dell'Università di Pittsburgh, stava esaminando la rigenerazione dei muscoli scheletrici nei soldati che avevano perso muscoli a causa di ferite di guerra.

Su 13 pazienti con perdita traumatica di enormi quantità di muscolo, chiamata perdita muscolare volumetrica in cui la capacità rigenerativa del muscolo è sopraffatta, Badylak ha spiegato: “La ragione per cui la capacità rigenerativa del muscolo scheletrico è sopraffatta non è nota con certezza. È improbabile che sia dovuto a un numero insufficiente di cellule staminali, ma è piuttosto più probabile che i percorsi genetici che promuovono la fibrosi sopprimano i percorsi rigenerativi innati con questo grave tipo di lesione. I nostri attuali sforzi riguardano il tentativo di identificare i promotori di questo percorso fibrotico e di trovare modi per bloccarli”.

Il team di Badylak è riuscito a sostituire in media il 38% della massa muscolare mancante.

"E [abbiamo visto] un enorme aumento della funzionalità, quindi questi pazienti erano tutti estremamente soddisfatti dei risultati", ha detto. Il suo team sta ora conducendo un secondo studio clinico con un gruppo simile di pazienti.

 

Formula segreta: matrice extracellulare

La chiave del recupero è stata un materiale che Badylak e il suo team studiano da 25 anni, chiamato matrice extracellulare, uno dei meccanismi di segnalazione con il tessuto dei mammiferi responsabile della rigenerazione. “Abbiamo identificato metodi per rimuovere le cellule dai tessuti per raccogliere la matrice extracellulare rimanente”, ha spiegato, “e abbiamo identificato le proprietà biologiche favorevoli della matrice, comprese le molecole di segnalazione che promuovono una risposta rigenerativa.

"Quando si inserisce questo materiale nel sito di una lesione muscolare, si degrada e rilascia molecole di segnalazione che reclutano le cellule staminali del corpo in quel sito", ha continuato Badylak. “Aumenta la formazione di vasi sanguigni in quel sito. Aumenta la crescita dei nervi e aumenta la crescita dei muscoli. È logico che il corpo integri nei nostri tessuti meccanismi di riparazione in seguito a un infortunio”.

Badylak ha affermato che la matrice extracellulare, o ECM, è presente in ogni tessuto.

"Mi chiedevo se avrebbe funzionato per me", ha detto Camarta. Ha chiamato Badylak, che ha accettato di vedere se la rigenerazione muscolare potesse funzionare su pazienti con FSHD.

Camarta ha donato tessuto muscolare. Badylak ha scoperto che l’energia nelle cellule muscolari affette da FSHD aumentava e le cellule crescevano e si dividevano.

Il passo successivo è stato vedere se la terapia funzionava nei topi affetti da FSHD. Badylak ha fornito all'ECM i topi del Myologica, a Baltimora, che sono un modello per la FSHD a progressione lenta, nonché i topi affetti da SMA e distrofia muscolare di Duchenne, ha affermato.

"Stiamo scoprendo che, in effetti, questi stessi effetti positivi sul muscolo scheletrico sembrano funzionare in questi diversi modelli animali di malattia", ha detto Badylak. “Abbiamo scoperto che possiamo ridurre notevolmente la quantità di infiammazione presente. Possiamo aumentare l’attività di quelle che vengono chiamate cellule satellite o cellule progenitrici muscolari, e possiamo dimostrare che questo è associato a una migliore funzione dei muscoli rispetto al gruppo di controllo”.

Non cura la malattia, ha sottolineato Badylak, ma aumenta la formazione di nuovo tessuto muscolare.

 

Prossimi passi: test su animali più grandi

La domanda ora, ha detto, è se esiste un potenziale ruolo terapeutico per i pazienti umani affetti da queste malattie.

Prima che si possa rispondere a questa domanda, ha detto Badylak, sono in corso studi su animali più grandi con il materiale fornito dal suo team. Se i risultati saranno positivi, ha detto, può rivolgersi alla Food and Drug Administration per richiedere uno studio pilota o uno studio clinico di Fase 1 per stabilire la sicurezza e il dosaggio.

Badylak ha affermato che il ruolo del suo team è quello di fornire il materiale che verrà poi utilizzato da altri ricercatori in diversi modelli animali. Il materiale utilizzato è costituito da vasi legati ai lipidi di dimensioni nanometriche incorporati nella matrice extracellulare di ogni tessuto, ha affermato Badylak. Il suo team è stato in grado di isolare questi vasi e ha scoperto che ottengono gli stessi risultati quando utilizzano queste nanovescicole legate alla matrice, o MBV, da sole, come ottengono utilizzando l'intera matrice extracellulare.

"Sembra che siano uno dei principali componenti bioattivi della matrice extracellulare", ha spiegato Badylak. "E così, in alcuni degli studi in corso, stiamo semplicemente iniettando la componente MBV dell'ECM, e in alcuni dei nostri studi preliminari abbiamo ottenuto risultati molto, molto buoni."

Camarta, che ha 70 anni, ha detto che, indipendentemente da quando si scoprirà che le terapie per la FSHD arrestano la progressione della malattia, vuole essere in grado di recuperare alcuni dei suoi muscoli. "Se riesco a riconquistare i miei muscoli più velocemente di quanto li perdo, è una vittoria."

 

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