Potenziale trattamento per prevenire il danno cerebrale nei neonati prematuri

Utilizzando un modello di cervello prenatale unico nel suo genere creato con cellule umane, i ricercatori hanno osservato nuovi dettagli sugli effetti delle emorragie cerebrali sulle cellule staminali durante la nascita pretermine. E hanno testato con successo un antidoto che ha ridotto i danni.

Un trattamento in grado di proteggere i neonati prematuri dai danni cerebrali si è dimostrato promettente in un recente studio condotto in Svezia.

Utilizzando un modello di cervello prenatale unico nel suo genere creato con cellule umane, i ricercatori hanno osservato nuovi dettagli sugli effetti delle emorragie cerebrali sulle cellule staminali durante la nascita pretermine.

E hanno testato con successo un antidoto che ha ridotto i danni.

In una pubblicazione su Advanced Science, i ricercatori hanno identificato come le cellule staminali neurali nei neonati prematuri vengono danneggiate a causa di un’emorragia cerebrale.

Hanno collaborato allo studio ricercatori del KTH Royal Institute of Technology, del Karolinska Institutet e delle università di Lund e Malmö.

Lo studio mostra che quando i globuli rossi penetrano nella zona subventricolare del cervello (SVZ) e si rompono, i livelli della proteina messaggera della risposta immunitaria interleuchina-1 (IL-1) diventano elevati.

Queste proteine inviano forti segnali che indirizzano le cellule staminali neurali a smettere di agire come le cellule staminali, afferma la professoressa Anna Herland, docente senior presso il centro di ricerca AIMES presso il KTH Royal Institute of Technology e il Karolinska Institutet.

“Invece di rimanere flessibili e pronte a crescere in diversi tipi di cellule cerebrali, le cellule staminali iniziano a cambiare troppo presto o smettono di crescere del tutto”, dice Herland.

L’emorragia intraventricolare (IVH) è una complicanza neurologica frequente e grave del parto pretermine.

Quando i globuli rossi entrano nel cervello, le proteine plasmatiche e gli antiossidanti che li proteggono nel flusso sanguigno vengono sopraffatti dalla pressione e dallo stress.

Le cellule del sangue si rompono e rilasciano componenti che innescano l’infiammazione come l’emoglobina, che innesca le proteine pro-infiammatorie associate alla risposta immunitaria, come l’interleuchina-1.

“Il sangue e i suoi prodotti di degradazione causano una forte risposta infiammatoria nelle cellule di supporto del cervello, le cellule gliali, che hanno lo scopo di proteggere e nutrire il cervello e riparare i danni”, dice Herland.

La scienza medica ha già sperimentato sugli animali gli effetti del lisato dei globuli rossi, ma il modello sviluppato in Svezia apre nuovi orizzonti.

Consente di studiare questi effetti per la prima volta in un sistema che imita da vicino i meccanismi del cervello umano. In collaborazione con i ricercatori dell’Università di Ege in Turchia e dell’Università di Harvard negli Stati Uniti, il team ha costruito il suo modello con cellule cerebrali umane viventi coltivate in laboratorio derivate da cellule staminali, che consentono l’esame delle risposte nel cervello vulnerabile dei bambini prematuri.

Il modello avanzato ha fornito una piattaforma unica per testare con successo un antidoto: un antagonista IL1, che ha dimostrato di sopprimere i livelli di interleuchina-1, fornendo una protezione parziale alle cellule staminali.

L’impatto del liquido cerebrospinale (CSF) dei pazienti con emorragia è stato studiato separatamente, mostrando un effetto chiaro ma meno intenso sulle cellule staminali neurali a causa di una minore concentrazione di prodotti tossici di degradazione, nonché dei fattori di crescita del CSF, dei nutrienti e delle proteine antinfiammatorie.

“Questo è uno dei modelli in vitro più complessi che abbia mai costruito e visto”, afferma Herland.

“Il fatto che siamo riusciti a ricapitolare tutte queste interazioni è incredibile. Il fatto che possiamo quindi vedere risposte pertinenti sia alle condizioni simulate che ai campioni dei pazienti è davvero importante, poiché attualmente non esiste un trattamento stabilito per questi pazienti.

In futuro, il team mira a utilizzare la piattaforma per studiare diversi livelli di lesione e scalare il modello.

“Speriamo di esaminare più trattamenti che potrebbero essere ancora più efficaci di quello che abbiamo studiato”.

Immagine: Gregg Brekke

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