Javascript è attualmente disabilitato nel tuo browser.Diverse funzionalità di questo sito non funzioneranno mentre javascript è disabilitato.accesso aperto alla ricerca scientifica e medicaLa suddetta percentuale di manoscritti è stata respinta negli ultimi 12 mesi.Riviste scientifiche e mediche peer-reviewed ad accesso libero.Dove Medical Press è membro dell'OAI.Ristampe in blocco per l'industria farmaceutica.Offriamo vantaggi reali ai nostri autori, inclusa l'elaborazione accelerata degli articoli.Registra i tuoi dettagli specifici e farmaci specifici di interesse e abbineremo le informazioni fornite agli articoli dal nostro ampio database e ti invieremo prontamente copie PDF via e-mail.Torna a Diari » Cellule staminali e clonazione: progressi e applicazioni » Volume 11Autori Siniscalco D , Kannan S , Semprún-Hernández N, Eshraghi AA, Brigida AL, Antonucci NPubblicato il 23 ottobre 2018 Volume 2018:11 Pagine 55—67DOI https://doi.org/10.2147/SCCAA.S155410Revisione tramite revisione tra pari anonima singolaEditore che ha approvato la pubblicazione: Dr Bernard BinetruyDario Siniscalco,1 Suresh Kannan,2 Neomar Semprún-Hernández,3 Adrien A Eshraghi,4 Anna Lisa Brigida,5 Nicola Antonucci6 1Dipartimento di Medicina Sperimentale, Università della Campania, Napoli, Italia;2Dipartimento di Scienze Biomediche, Sri Ramachandra Institute of Higher Education and Research, Chennai, Tamil Nadu, India;3Divisione di ricerca, Unità di immunologia dell'autismo di Maracaibo, Catedra libre de Autismo, Universidad del Zulia, Maracaibo, Venezuela;4Dipartimento di otorinolaringoiatria, ricerca sull'udito e laboratorio di impianti cocleari, University of Miami Miller School of Medicine, Miami, FL, USA;5Gruppo Italiano per lo Studio dell'Autismo – GISA, Brescia, Italia;6Centro Biomedico per la Ricerca e il Trattamento dell'Autismo, Bari, Italia Abstract: I disturbi dello spettro autistico (ASD) sono caratterizzati da domini chiave: deficit persistenti nella comunicazione sociale e nell'interazione;modelli di comportamento, interessi o attività limitati e ripetitivi.Gli ASD comprendono patologie dello sviluppo neurologico eterogenee e complesse con condizioni infiammatorie ben definite e disfunzione del sistema immunitario.A causa dei cambiamenti neurobiologici alla base dello sviluppo dell'ASD, le terapie cellulari sono state proposte e applicate agli ASD.In effetti, le cellule staminali mostrano proprietà immunologiche specifiche, che le rendono candidati promettenti nel trattamento dell'ASD.Questa revisione completa e aggiornata si concentra sulle anomalie cellulari/molecolari dell'ASD, sui tipi di cellule staminali potenzialmente utili, sui modelli animali e sugli attuali studi clinici sull'uso delle cellule staminali nel trattamento dell'autismo.Vengono discusse anche le limitazioni.Parole chiave: disturbo dello spettro autistico, cellule staminali, terapia cellulare, disfunzione immunitariaGli ASD sono disturbi dello sviluppo neurologico molto interessanti per la comunità medica e scientifica, a causa della loro natura multifattoriale e delle molte diverse spiegazioni per la loro eterogeneità clinica.1 I pazienti con ASD mostrano gruppi di disturbi molto diversi con un'ampia variazione di sintomi, livello intellettuale, gravità e disabilità funzionale .2 La variazione è dovuta in parte alla sua origine multifattoriale che porta l'ASD ad essere un'entità clinica neurogenetica3,4 con implicazioni gastrointestinali,5,6 immunologiche,7,8 e metaboliche9 che iniziano nell'utero.Gli ASD sono disturbi progressivi e multistadio dello sviluppo cerebrale e delle connessioni sinaptiche, che coprono quasi tutta la vita pre e postnatale.1 L'ASD inizia nei primi stadi embrionali con l'interruzione della proliferazione e differenziazione cellulare, che porta a una serie di eventi sequenziali come la migrazione neurale , disorganizzazione laminare, alterata maturazione neuronale, escrescenza dei neuriti, problemi di sinaptogenesi e ridotto funzionamento della rete neurale.1L'ASD colpisce più dell'1% della popolazione generale (1:59 soggetti)10 e sono caratterizzati da due sintomi principali: il primo è una ridotta comunicazione sociale e la seconda situazione è un comportamento, interessi o attività limitati e ripetitivi.Tuttavia, il problema più grande nell'autismo è innescato da sintomi associati come irritabilità, ansia, aggressività, compulsioni, labilità dell'umore, problemi gastrointestinali, depressione e disturbi del sonno.11 Sulla base dei sintomi principali e associati, l'autismo viene diagnosticato attraverso l'osservazione e test psicometrici;pertanto, la diagnosi clinica si basa sulla presenza o assenza di comportamenti core.Il Manuale diagnostico e statistico dei disturbi mentali è convenzionalmente utilizzato come gold standard per la diagnosi dell'autismo.12 Tuttavia, le differenze neurometaboliche dell'autismo ci portano a cercare marcatori biologici che rispondano a una diagnosi corretta, precisa e concisa.13 Questi marcatori biologici dovrebbe essere rilevato precocemente durante la gravidanza, perché la patogenesi dell'ASD non è fissata in un determinato momento e non risiede in un processo, ma piuttosto è una cascata di processi patogeni pre e postnatali nella stragrande maggioranza dei bambini con ASD.1Il trattamento dell'ASD è variabile e multimodale.È composto da terapie convenzionali, come l'allenamento delle abilità sociali, la terapia comportamentale intensiva precoce, l'analisi comportamentale applicata, la logopedia, la terapia occupazionale, insieme a farmaci psicotropi,14 stimolazione magnetica transcranica,15 e trattamenti alternativi, che includono il trattamento con ossigeno iperbarico,16 musicoterapia e terapia cognitiva e sociale comportamentale.17 Le terapie ormonali con l'ossitociina hanno anche mostrato alcune promesse nel miglioramento dei sintomi centrali dell'ASD.18 L'uso di vitamine, prodotti erboristici, oli essenziali e integratori alimentari19,20 e le terapie convenzionali hanno qualche effetto sui sintomi sintomatici miglioramento dell'ASD, sebbene siano necessari ulteriori studi per confermare questi benefici.Lo sviluppo di nuove terapie potrebbe rivelarsi l'intervento definitivo per il miglioramento duraturo dei sintomi nell'ASD.17 Tra le nuove terapie disponibili, ci sono la terapia genica e la terapia con cellule staminali, che hanno un grande potenziale per il trattamento dell'ASD.21,22 La riprogettazione del cervello l'architettura, generata da cellule somatiche riprogrammate isolate da pazienti viventi, fornisce nuove intuizioni sulla comprensione dell'autismo e quindi inverte o migliora i sintomi del disturbo.Qui, discutiamo dei recenti progressi nell'uso delle cellule staminali come terapia dell'ASD, nonché dei suoi limiti, implicazioni e prospettive future.Cellule staminali per malattie neurologicheIn questa sezione viene descritta la possibilità di affrontare malattie neurologiche e ASD in particolare con l'applicazione di cellule staminali.Le malattie neurologiche sono generalmente irreversibili a causa di una neurogenesi lenta e limitata nel cervello.23 Pertanto, sulla base della capacità rigenerativa delle cellule staminali, sono state sperimentate terapie di trapianto di varie cellule staminali nella ricerca di base con modelli animali e studi preclinici e clinici , e molti hanno mostrato grandi prospettive e promesse terapeutiche.23 Sono stati condotti studi comparativi per comprendere la natura, le proprietà e il numero di cellule staminali del donatore, la modalità di consegna e la selezione di popolazioni di pazienti adeguate che possono trarre beneficio dalle terapie cellulari. 24Tuttavia, molte volte questi aspetti non consentono di prevedere perché non esiste un modello animale adatto per lo studio di alcune malattie dello sviluppo neurologico.I modelli animali di complessi fenomeni immuno-gastrometabolici, come l'ASD, sono difficili da convalidare.La riprogrammazione delle cellule somatiche in cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) potrebbe offrire una strategia alternativa per identificare i meccanismi cellulari che contribuiscono all'autismo e lo sviluppo e la sperimentazione di molte nuove opzioni di trattamento.25 Questo aspetto sarà definito alla fine di questa recensione perché contiene la chiave del successo della terapia delle cellule staminali nell'autismo.Almeno due meccanismi di azione chiave delle cellule staminali potrebbero essere utili per la terapia dell'ASD: effetto paracrino (lo strumento del secretoma: citochine, chemochine e fattori di crescita rilasciati dalle cellule staminali e responsabili della riparazione/ripristino dei tessuti danneggiati) e proprietà immunomodulatorie.22 Gli ASD mostrano anomalie del sistema immunitario e una forte produzione di citochine proinfiammatorie.26,27 I soggetti con ASD mostrano uno squilibrio nell'immunità innata e adattativa, poiché le cellule T CD3+, CD4+ e CD8+, così come le cellule natural killer (NK), sono alterate.27 le alterazioni dell'ASD sono ancora confermate da risposte anormali di monociti e macrofagi, che producono una citochina IL-1β proinfiammatoria e mostrano diversi sistemi molecolari alterati con conseguenti alterazioni immunitarie a lungo termine.8,26,28-30 La capacità immunomodulante delle cellule staminali potrebbe ripristinare queste alterazioni del sistema immunitario ASD.Le cellule staminali sono in grado di inibire fortemente i linfociti T CD8+ e CD4+ e l'iperattivazione e proliferazione delle cellule NK inibendo il fattore di necrosi tumorale proinfiammatorio alfa e le molecole di interferone gamma e aumentando i livelli di IL-10 antinfiammatorio.31 Questo fatto è confermato da un modello animale di autismo , in cui le cellule staminali, una volta trapiantate, sono state in grado di aumentare la produzione di citochine antinfiammatorie (dettaglio in Cellule staminali e autismo: sezione modelli animali).La capacità di modulare il sistema immunitario da parte delle cellule staminali è mediata da fattori solubili rilasciati dalle cellule staminali sotto la segnalazione dell'ambiente chimico locale.32 Un altro meccanismo proposto mediante il quale le cellule staminali sono in grado di affrontare le anomalie immunitarie e infiammatorie mediate dall'ASD è il -meccanismo di attivazione del contatto cellulare, mediante il quale le cellule staminali sono in grado di trasformare le cellule proinfiammatorie in quelle antinfiammatorie.22,32La tabella 1 riassume i processi dannosi dell'ASD che potrebbero essere contrastati dalle capacità delle cellule staminali.La prossima sezione spiegherà il potenziale utilizzo di specifici tipi di cellule staminali per ASD.Tabella 1 Rappresentazione schematica di diverse cellule staminali e relative fonti per il trattamento dell'autismo e dei loro meccanismi d'azioneNota: le capacità di homing e mobilità sono comuni a tutti i tipi di cellule staminali.Abbreviazioni: VEGF, fattore di crescita dell'endotelio vascolare;HGF, fattore di crescita degli epatociti;BDNF, fattore neurotrofico derivato dal cervello;NGF, fattore di crescita del nervo.Sono stati descritti diversi tipi di cellule staminali.La sezione seguente mostra ogni tipo con potenziale utilizzo per il trattamento di ASD.Le FSC si trovano in vari stadi dello sviluppo umano e possono essere isolate da vari organi somatici del feto, sangue fetale e una varietà di fonti extraembrionali come placenta, membrana amniotica, liquido amniotico e cordone ombelicale.Le FSC hanno proprietà che si trovano tra le cellule staminali embrionali e adulte che si autorinnovano più velocemente in coltura, hanno un maggiore potenziale di differenziazione e un alto tasso di attecchimento e non formano teratomi in vivo.33Le SC fetali del midollo osseo esprimono marcatori pluripotenti come Oct-4, Nanog, Rex-1, SSEA-3, SSEA-4, Tra-1-60 e Tra-1-81 e mostrano una maggiore attività telomerasica, il che li rende preferibili candidato per applicazioni terapeutiche.33 Per il trattamento di malattie neurodegenerative, sono state esplorate le cellule staminali neurali (NSC) provenienti da diverse parti del cervello fetale.Le NSC fetali hanno la capacità di autorinnovarsi e sono multipotenti essendo in grado di differenziarsi in neuroni, astrociti e oligodendrociti.34-36 Le FSC hanno la capacità di secernere vari fattori neurotrofici e immunomodulatori che promuovono la crescita neuronale e sopprimono l'azione delle citochine proinfiammatorie che li rendono un potenziale candidato per il trattamento di ASD e varie malattie neurodegenerative.37Ci sono vari rapporti sull'uso di successo delle FSC per diversi disturbi neurodegenerativi.Quando le NSC fetali sono state trapiantate nei modelli di ratto di epilessia e ischemia del lobo temporale, vengono innestate e differenziate in neuroni.34,35 Uno studio clinico su pazienti di Parkinson umani più giovani ha anche mostrato risultati promettenti quando sono stati trapiantati neuroni dopaminergici dai tessuti neurali fetali. 36 Uno studio clinico in aperto che ha esaminato la sicurezza e l'efficacia delle FSC nei bambini autistici non ha rivelato eventi avversi e una differenza significativa nel miglioramento dei sintomi autistici (dettagliato nella sezione Cellule staminali e autismo: modelli animali).37Le MSC si trovano in quasi tutti i tessuti adulti e sono caratterizzate dalla loro capacità di aderire alla superficie plastica, esprimere antigeni della superficie cellulare come CD105, CD90 e CD73, non esprimere CD34, CD45, CD14 o CD11b, CD79α o CD19 e HLA- DR e si differenziano in osteoblasti, condroblasti e adipociti in coltura.38 Oltre a queste caratteristiche minime, le MSC hanno proprietà più ampie come la loro capacità di rapida proliferazione, differenziazione in tipi cellulari di origine endodermica ed ectodermica, secrezioni di vari fattori tropici e immunomodulatori azione, che li rendono un candidato preferenziale per le terapie cellulari.39,40La secrezione paracrina e le proprietà immunomodulatorie delle MSC le rendono un potenziale candidato per il trattamento degli ASD.41 Le MSC coltivate secernono vari fattori neurotrofici tra cui il fattore di crescita dell'endotelio vascolare (VEGF), il fattore di crescita degli epatociti, il fattore neurotrofico di derivazione cerebrale (BDNF) e il fattore di crescita del nervo e mostrano effetti neuroprotettivi.42 Le MSC sono anche ipoimmunogene e hanno proprietà immunosoppressive per cui non esprimono molecole costimolatorie come CD80, CD86 o CD40 ed esprimono bassi livelli di molecole MHC di classe I.43,44 Sono stati ipotizzati diversi meccanismi per l'uso MSC per il trattamento di ASD che includono l'induzione della plasticità, la secrezione di fattori antinfiammatori e di promozione della sopravvivenza e l'innesto nella rete neurale.45Inoltre, in vivo, in diversi modelli animali di neurodegenerazione, le MSC esercitano la neuroprotezione principalmente mediante la secrezione di vari fattori neurotrofici e immunomodulatori, facilitando così il reclutamento di cellule staminali endogene per promuovere la rigenerazione e sottoregolando i linfociti T, B e NK del sistema immunitario system.46 A causa di queste proprietà, le MSC erano candidati altamente preferiti per gli studi clinici per varie malattie neurologiche.Sono in corso studi clinici che utilizzano le MSC per malattie come la sclerosi multipla (SM), l'ictus, il morbo di Parkinson (PD), la malattia di Huntington (HD), il morbo di Alzheimer (AD) e le malattie autoimmuni sistemiche.47 Per quanto riguarda le ASD, diversi studi che utilizzano le cellule staminali hanno stato condotto nell'uomo (dettagliato in Cellule staminali e autismo: sezione modelli animali);uno studio di Lv et al ha analizzato la sicurezza e l'efficacia dell'uso delle cellule mononucleate del sangue del cordone ombelicale (CBMNC) e delle cellule staminali mesenchimali derivate dal cordone ombelicale (UCMSC) nel trattamento dei bambini con autismo.48 Hanno riportato miglioramenti sicuri e statisticamente significativi nell'autismo infantile Rating Scale (CARS), Clinical Global Impression (CGI) e Aberrant Behavior Checklist (ABC) nei bambini trattati in combinazione con CBMNC e UCMSC rispetto al gruppo di controllo.Le cellule staminali possono anche essere isolate da diversi tessuti adiposi del corpo in modo minimamente invasivo e sono denominate cellule staminali di derivazione adiposa (ASC).Simile alle MSC, le ASC sono aderenti alla plastica, esprimono CD90, CD105, CD73, CD44 e CD166, mancano dell'espressione di CD45 e CD34 e hanno la capacità di differenziarsi in cellule di tutti e tre gli strati germinali.49,50Oltre ad essere multipotenti, le ASC secernono vari fattori trofici e sono immunosoppressori e ipoimmunogeni, il che li rende un candidato interessante per le terapie cellulari.Le ASC sono state utilizzate in vari studi clinici mirati a un'ampia gamma di indicazioni che vanno da disturbi immunitari, infarto del miocardio, difetti ossei e malattie neurodegenerative.Sebbene non siano stati trovati rapporti sull'uso delle ASC per il trattamento degli ASD, le ASC si sono dimostrate efficaci in altri modelli preclinici neurologici, come nel modello murino di occlusione dell'arteria cerebrale media, le ASC umane salvano parzialmente le sindromi dell'ictus formando nuovi neuroni e sangue vasi sanguigni e aumentando la vitalità dei neuroni endogeni.51Cellule staminali derivate dal cordone ombelicale e dal liquido amnioticoAnche il cordone ombelicale e la placenta offrono una buona fonte di cellule staminali.22 Queste cellule staminali offrono forti potenziali applicazioni terapeutiche e mostrano caratteristiche mesenchimali.52 La gelatina di Wharton del cordone ombelicale e il liquido amniotico sono altre fonti di cellule staminali con un'elevata crescita in vitro capacità e bassa immunogenicità e proprietà di immunomodulazione, che esprimono il profilo antigenico tipico delle MSC.53,54 Queste cellule del tessuto perinatale extraembrionale hanno il potenziale per applicazioni future nelle ASD.22 Non ci sono controversie etiche e rischio di formazione di teratomi e potrebbero anche essere utilizzato per il trapianto autologo dopo l'attività bancaria nelle fasi successive della vita.55Le NSC si trovano nel cervello umano fetale e adulto e hanno il potenziale per un'ampia proliferazione e differenziazione in tre principali tipi di cellule del sistema nervoso, i neuroni, gli astrociti e gli oligodentrociti.56 Le NSC che possono essere estratte da due regioni principali del cervello, vale a dire, la zona subventricolare dei ventricoli laterali e la zona subgranulare dell'ippocampo, possono essere coltivate.57,58 Le NSC espanse in coltura sono multipotenti, hanno la capacità di differenziarsi in vari tipi di cellule neuronali, secernono fattori neurotrofici, si integrano nel tessuto neurale , mantengono l'omeostasi e sono neuroprotettivi, il che li rende un candidato ideale per il trattamento di ASD.In effetti, le menomazioni nei neuroni corticali eccitatori e inibitori portano ad anomalie della struttura della minicolonna negli ASD.56 I geni correlati alla sinaptica mostrano molteplici varianti rare in alcuni soggetti con ASD.59 Dato che, il trapianto di NSC potrebbe essere efficace negli ASD, poiché le cellule trapiantate possono promuovere il neurone riparazione e omeostasi dei tessuti attraverso l'integrazione nelle aree danneggiate e la secrezione di fattori che migliorano la riparazione e la plasticità cerebrale.60 L'uso definitivo delle NSC per applicazioni cliniche nelle malattie neurodegenerative richiede ancora di affrontare alcune questioni critiche: la fonte affidabile autologa di una quantità sufficiente di cellule staminali deve essere identificato;la plasticità neurale post-trapianto e l'eventuale differenziazione devono essere ulteriormente definite.60 Tuttavia, sebbene le NSC siano state utilizzate in vari studi preclinici e clinici contro diverse condizioni neurologiche come PD, HD, AD, sclerosi laterale amiotrofica (SLA), SM, ictus e lesione del midollo spinale (SCI), l'esito non è definitivo come previsto ed è ostacolato da diversi punti da chiarire ulteriormente: l'assenza di popolazione cellulare omogenea, stabilità e sopravvivenza a lungo termine dei neuroni dopo il trapianto.61,62Sono stati provati diversi metodi per migliorare le capacità delle NSC, come immortalare le NSC mediante tecniche di manipolazione genica per creare una cellula omogenea, a lunga sopravvivenza, in grado di differenziarsi in neuroni e cellule gliali quando trapiantata in un cervello normale o danneggiato.58Le HSC risiedono principalmente nel midollo osseo e anche nel sangue e nel cordone ombelicale.Le attività di auto-rinnovamento, multipotenza e homing/mobilità sono molto elevate.Questo tipo di cellule staminali è in grado di differenziarsi in linee mieloidi e linfoidi.La loro attività paracrina, il rilascio di molecole bioattive e la loro capacità di spostarsi rapidamente verso il sito dell'infiammazione hanno guadagnato loro molta attenzione per il loro uso nella terapia dell'ASD.63 Sono stati condotti numerosi studi clinici con l'uso di cellule staminali CD34+ nell'autismo (dettagliato in Cellule staminali e autismo: sezione modelli animali).iPSC: la nuova frontiera della terapia cellularele iPSC potrebbero rappresentare un nuovo strumento per la terapia dell'ASD.Le iPSC sono un tipo relativamente nuovo di cellule staminali che vengono riprogrammate da qualsiasi tipo di cellula del corpo mediante l'espressione ectopica di diversi fattori trascrizionali originariamente utilizzando vettori integrati come retrovirus e lentivirus.Le iPSC derivate da questi metodi rappresentano un rischio di mutagenesi inserzionale e le rendono pericolose per le applicazioni terapeutiche.Per superare questo ostacolo, vari nuovi metodi come l'uso di piccole molecole, virus sendai, adenovirus, molecole di RNA sintetizzate da plasmidi e proteine ​​ricombinanti si sono evoluti per creare iPSC prive di integrazione.64 Le iPSC derivate da metodi diversi hanno caratteristiche simili a quelle di cellule staminali embrionali, essendo in grado di autorinnovarsi, esprimere marcatori di cellule staminali e differenziarsi nella cellula di tutti e tre gli strati germinali eccetto le cellule del tessuto extraembrionale.Il vantaggio principale delle iPSC rispetto alle cellule ES è il loro modo semplice di derivare da qualsiasi tipo di cellula senza la necessità di embrioni e che fungono da fonte cellulare illimitata per la terapia autologa.Le iPSC derivate dai donatori hanno molte applicazioni oltre all'essere utilizzate per le terapie rigenerative e le iPSC specifiche per il paziente sono utilizzate nella modellizzazione delle malattie, nei test di tossicità e negli studi di screening dei farmaci.64Le iPSC specifiche per la malattia derivate dai pazienti fungono da fonte infinita per gli studi sui test farmacologici.Un'ampia gamma di iPSC è prodotta da pazienti affetti da malattie unifattoriali e multifattoriali che vanno dall'immunodeficienza combinata grave correlata al deficit di adenosina deaminasi, PD, HD, SLA, sindrome di Down, diabete di tipo 1, distrofia muscolare di Duchenne, atrofia muscolare spinale e β- talassemia65 che fungono da modello per le malattie e per i test antidroga su di esse.Per quanto riguarda l'uso terapeutico, le iPSC sono viste come un potenziale candidato per il trattamento di vari disturbi.La prova per comprovare l'uso di iPSC per le cliniche proviene da vari studi preclinici in vitro e in vivo.In vitro, le iPSC possono essere fatte per differenziarsi in vari tipi cellulari come dopamina e motoneuroni, cellule dendritiche, cardiomiociti funzionali, macrofagi, epatociti e cellule ematopoietiche ed endoteliali.66 Esistono diversi studi in vivo che dimostrano l'efficienza delle iPSC in trattamento di malattie neurodegenerative, malattie cardiovascolari e anemia falciforme.Ad esempio, nel modello SCI contusivo in topi immunodeficienti combinati diabetici non obesi, l'iniezione di neurosfere derivate da iPSC umane porta al recupero della funzione locomotoria senza formazione di tumori.67 Le capacità di differenziazione delle neurosfere iniettate in neuroni, astrociti e oligodendrociti insieme a l'induzione dell'angiogenesi, la rigenerazione assonale e la ricostruzione dei circuiti locali possono contribuire al recupero nel modello SCI.67 Quando i neuroni dopaminergici derivati ​​da iPSC autologhi sono stati trapiantati nel modello PD di scimmia cynomolgus, i neuroni si innestano e sopravvivono per un periodo prolungato di 2 anni prima al miglioramento della funzione motoria nel modello dei primati non umani.68 Gli iPSC sono stati usati efficacemente anche contro HD e SLA grazie alla loro capacità di differenziarsi nei lignaggi neuronali desiderati.69,70Nonostante i promettenti studi in vitro e preclinici, l'uso di iPSC negli studi clinici è ancora allo stadio infantile.Ci sono alcune sfide importanti come la tumorigenicità e l'immunogenicità da affrontare prima di utilizzare iPSC per applicazioni cliniche.Le iPSC utilizzate per il trapianto potrebbero portare alla formazione di teratomi: eventuali cellule staminali pluripotenti residue nell'esperimento di innesto potrebbero indurre teratomi.Questo problema può essere affrontato sviluppando approcci non integrativi più efficienti per la derivazione di iPSC, utilizzando cellule differenziate anziché iPSC e anche mediante screening e selezione preventiva delle cellule prima del trapianto.71 Per il problema dell'immunogenicità, sebbene la maggior parte delle iPSC siano utilizzate in modo autologo, ci sono alcune evidenze che ha dimostrato che le iPSC e le cellule derivate dalle iPSC possono ancora suscitare una scarsa risposta immunitaria nei riceventi singenici che può essere nuovamente superata da migliori tecnologie di riprogrammazione.72Le applicazioni iPSC ottengono molta attenzione anche per la ricerca sull'autismo.73 La riprogrammazione riuscita delle cellule mononucleate derivate dal sangue periferico dal bambino autistico in iPSC è stata eseguita da un sistema di rilascio senza transgene.74 Le iPSC personalizzate aiuteranno a chiarire i meccanismi patogeni degli ASD,75 anche per la differenziazione e la maturazione neuronale.76 In effetti, i neuroni derivati ​​da iPSC da soggetti autistici mostrano un'espressione aberrante di canali cationici, correnti voltaggio-dipendenti e cambiamenti nelle funzioni sinaptiche.77,78 Le cellule staminali derivate da pazienti autistici mostrano un fenotipo neuronale alterato dello sviluppo: alterazione nei corpi cellulari, nei neuriti ramificati e nella motilità rispetto a quelli derivati ​​dai controlli.79 L'uso di iPSC per generare modelli tridimensionali di neuroni e strutture cerebrali potrebbe anche essere utile per modellare la fisiopatologia dell'autismo.80Cellule staminali e autismo: modelli animaliI modelli animali stanno svolgendo un ruolo cruciale nell'esplorazione del potenziale delle cellule staminali per lo sviluppo di strategie terapeutiche per gli ASD e forniranno nuove informazioni attraverso le quali le cellule staminali possono aiutare a migliorare i fenotipi associati all'ASD.Queste informazioni non possono essere ottenute da studi clinici.In quanto patologie del neurosviluppo permanente, gli ASD sono comportamenti unicamente umani e i modelli animali non riescono a riprodurre completamente la condizione umana;tuttavia, potrebbero fornire alcune importanti informazioni di base.81 Un modello di roditore comunemente usato per l'ASD è il ceppo di topo consanguineo brachiurico nero focato (BTBR).I topi BTBR sviluppano spontaneamente deficit comportamentali e anomalie cerebrali che riflettono ASD.Le MSC umane sono state trapiantate per via intracerebroventricolare (50.000 cellule/µL) in topi BTBR.82 La terapia cellulare ha migliorato i comportamenti ripetitivi nei topi trapiantati riducendo la durata dello scavo e dell'autopulizia e aumentando la latenza tra due eventi consecutivi.Anche i topi trapiantati con cellule hanno mostrato una diminuzione della rigidità cognitiva misurata dal test del labirinto T dell'acqua.Da notare, anche il comportamento sociale è stato migliorato: i topi BTBR trapiantati hanno riportato un migliore approccio sociale e una preferenza per la novità sociale rispetto ai topi BTBR non trapiantati.82 Da un punto di vista cellulare, le hMSC hanno migliorato la neurogenesi ippocampale (aumento dei marcatori Ki-67 e DCX) e aumento dei livelli di BDNF;dopo 6 settimane dal trapianto, le hMSC si trovavano vicino alla parete del terzo ventricolo dorsale.Nello stesso modello murino, il trapianto di hMSC (50.000 cellule/µl nel ventricolo laterale cerebrale) ha mostrato effetti benefici a lungo termine nel miglioramento dei sintomi di tipo autistico.83 I comportamenti sociali sono stati migliorati e i comportamenti stereotipati sono stati ridotti a 6 mesi dopo il trapianto.Un altro tipo di cellula staminale umana, le ASC (50.000 cellule/µL, per via intraventricolare), è stato utilizzato con successo nel modello murino di autismo indotto da acido valproico (VPA).84 I topi trapiantati hanno mostrato una maggiore coordinazione motoria (misurata mediante test in campo aperto) e sociale comportamenti e diminuzione dell'ansia.Le ASC umane erano responsabili dell'aumento dell'omologo della fosfatasi e della tensina, dell'espressione di VEGF, IL-10 e del rapporto p-AKT/AKT nel cervello dei topi VPA.84 Le MSC derivate dal topo sono state utilizzate nel modello di autismo indotto da VPA, con conseguente aumento neurogenesi e promozione della maturazione dei neuroni di nuova formazione nel giro dentato 2 mesi dopo il trapianto.85 MSC sono stati espansi in coltura per un massimo di 20 passaggi e immunofenotipizzati per marcatori mesenchimali specifici.Quindi migliaia di MSC in 5 µL di MSC sono state trapiantate nel ventricolo laterale destro.Anche i deficit nei comportamenti cognitivi e sociali sono stati migliorati dopo 2 settimane dopo il trapianto.85Oltre alla terapia con cellule staminali come strumento prezioso per il trattamento dell'autismo, le cellule staminali offrono anche la possibilità di uno studio approfondito della patologia dell'ASD.La progenie di madri immuno-attivate (modello di autismo con attivazione immunitaria materna) sviluppa un potenziale di lignaggio mieloide preferenziale e un'alterata differenziazione delle HSC.86 L'importanza di questo lavoro riflette che i cambiamenti immunitari durante la vita materna potrebbero conferire alterazioni nel lignaggio delle cellule staminali durante l'intera vita della prole. .L'analisi del trascrittoma ha rivelato geni espressi differenziali nelle cellule staminali della polpa dentale di soggetti con ASD idiopatici rispetto ai controlli.87 Mentre le cellule staminali potrebbero essere utilizzate per comprendere i meccanismi biologici degli ASD, i cambiamenti cellulari delle cellule staminali derivate da ASD pongono alcune preoccupazioni per il trapianto di cellule autologhe , come descritto più avanti in questa recensione.Cellule staminali e autismo: studi cliniciGli studi clinici sul trapianto di cellule staminali negli ASD sono di vitale importanza per convalidare la sicurezza (in primo luogo) e l'efficacia della terapia cellulare.Attualmente, sono stati condotti diversi studi clinici per dimostrare la sicurezza e l'efficacia della gestione dell'autismo con cellule staminali (Tabella 2).Sharma et al hanno condotto uno studio proof-of-concept in aperto sull'uso del trapianto autologo di cellule mononucleate derivate dal midollo osseo (BMMNC) in 32 soggetti (età mediana all'intervento 10,5 anni, maschi: femmine 3:1) con diagnosi confermata di autismo.88 Il protocollo includeva la terapia cellulare intratecale seguita da terapia occupazionale, approccio sensoriale integrativo, logopedia, intervento psicologico e raccomandazioni dietetiche specifiche.La frazione di cellule mononucleate è una miscela eterogenea costituita da progenitori endoteliali, HSC e MSC e cellule progenitrici adulte multipotenti.Queste cellule sono state separate dall'aspirato del midollo osseo, contate dal marker CD34+ e verificate per la vitalità.Lo stesso giorno, le cellule sono state iniettate per via intratecale e il metil prednisolone è stato somministrato per via endovenosa per migliorare la sopravvivenza delle cellule iniettate.Gli eventi avversi a lungo termine sono stati monitorati per stabilire la sicurezza del trapianto di cellule staminali.Erano presenti eventi avversi minori (vomito, nausea, dolore al lato dell'iniezione o aspirazione).Questi eventi sono stati segnalati come problemi correlati alla procedura e non al trapianto cellulare.Il minimo aumento dell'iperattività è stato registrato come un evento avverso importante correlato alla procedura cellulare, insieme a tre pazienti che hanno sviluppato convulsioni.Dopo la terapia cellulare, la scala indiana per la valutazione dell'autismo (ISAA) ha indicato miglioramenti nei domini delle relazioni sociali e della reciprocità (miglioramento del contatto visivo, sorriso sociale e contatto con gli altri), aspetti cognitivi (attenzione, concentrazione e tempo di risposta) , e anche nei modelli di discorso e linguaggio (riduzione del discorso ecolalico, uso ripetitivo stereotipato del linguaggio, produzione di strilli infantili o rumori insoliti, incapacità di avviare o sostenere una conversazione con gli altri, incapacità di cogliere la pragmatica della conversazione e parlare regressione).È stata registrata una diminuzione delle risposte emotive inadeguate, delle emozioni esagerate, del coinvolgimento in emozioni autostimolanti e dell'eccitazione o dell'agitazione senza una ragione apparente.La scala CGI ha valutato i cambiamenti nella gravità della malattia, il miglioramento generale e l'efficacia del trattamento.È interessante notare che il neuroimaging funzionale, mediante tomografia a emissione di positroni (PET), ha mostrato un aumento dell'assorbimento del 18F-fluorodeossiglucosio (18F-FDG) nelle aree del lobo frontale, cervelletto, amigdala, ippocampo, paraippocampo e lobo temporale mesiale dopo 6 mesi di terapia cellulare.L'ipoperfusione è stata recentemente dimostrata in aree cerebrali chiave di soggetti con ASD.89 Le aree ipometaboliche prima del trapianto cellulare hanno mostrato un aumento del metabolismo dopo il parto cellulare, probabilmente a causa del miglioramento dell'ossigenazione e del funzionamento dei neuroni danneggiati.Come limitazioni, gli autori riportano la piccola dimensione del campione e l'assenza di randomizzazione e di un gruppo di controllo.88Tabella 2 Studi clinici condotti sull'uso delle cellule staminali nei DSAPiù recentemente, Sharma et al. hanno eseguito questo tipo di trattamento cellulare su un adulto maschio autistico (25 anni).90 BMMNC autologhi sono stati trapiantati per via intratecale.Non sono stati osservati eventi avversi importanti.Dopo 6 mesi di terapia cellulare, sono stati riportati miglioramenti nella concentrazione, nella tolleranza allo stare seduti, nell'attenzione, nel sonno, nel contatto visivo, nelle interazioni sociali e nella memoria, come misurato dai punteggi ISAA, CARS e Functional Independence Measure prima e dopo il trattamento cellulare.Sei mesi dopo la terapia, la scansione PET 18F-FDG ha mostrato miglioramenti nell'ipometabolismo cerebrale.Nutrienti.Tutti i diritti riservati.