Come il ringiovanimento delle cellule staminali potrebbe portare ad un invecchiamento più sano

Come il ringiovanimento delle cellule staminali potrebbe portare ad un invecchiamento più sano
Cellule dei vasi sanguigni invecchiati, mostrate in rosso e verde, con nuclei blu, con un difetto associato all'età.
Michael Gutkin, CC BY-SA

"Rampante" e "anziano" sono parole usate raramente nella stessa frase, a meno che non stiamo parlando della percentuale di persone sopra 65 anni in tutto il mondo.

Aspettativa di vita è notevolmente aumentato, ma non si sa ancora quanti di quegli anni saranno vissuti in buona salute.

Come ricercatore di tumori del sangue e invecchiamento, inevitabilmente penso a come nei prossimi decenni una parte molto ampia della popolazione si occuperà di trattamenti contro il cancro. Stiamo facendo del nostro meglio per gestire gli effetti collaterali o anche per gestire l'invecchiamento stesso? Potremmo accumulare solo saggezza, invece di dolori e dolore?

Strategie di ringiovanimento una volta sembrava fantascienza, ma stanno diventando sempre più promettenti. Una nuova ricerca del mio istituto, Weill Cornell Medical College, suggerisce che il trapianto di cellule giovani dei vasi sanguigni ringiovanisca le cellule staminali invecchiate nei topi, aumentando la funzione del sistema sanguigno più vecchio. Mostra anche segni che potrebbe aiutare nel recupero degli effetti collaterali della terapia del cancro per l'uomo.

Cosa succede al nostro sistema sanguigno mentre invecchiamo?

Degli oltre 7 miliardi di persone sulla Terra, più di 600 milioni sono 65 di età e più vecchio. Questo gruppo, per la prima volta nella storia umana, è previsto da 2020 per essere più grande del numero di bambini sotto età 5. L'invecchiamento è un fattore di rischio per molte condizioni, come il tumore del sangue, quindi possiamo prevedere che i paesi in via di invecchiamento dovrebbero prepararsi ad affrontare le conseguenze dell'assistenza sanitaria.

Il sistema sanguigno, anche chiamato il sistema ematopoietico, è responsabile della produzione di cellule del sangue durante la vita di una persona. Sappiamo che, con l'età, la sua funzione diminuisce.

Tutte le cellule del sangue derivano da un sistema gerarchico, con cellule progenitrici comuni, chiamate cellule staminali ematopoietiche, al suo apice. Nel corso della vita di una persona, queste cellule forniranno continuamente tutti i tipi di cellule del sangue di cui abbiamo bisogno, inclusi diversi tipi di cellule immunitarie.

Con l'avanzare dell'età, le cellule staminali del sangue diventano meno capaci di svolgere al meglio delle loro capacità. Ciò si traduce in una diminuita capacità di combattere le infezioni e aumento dell'incidenza di tumore del sangue nella popolazione over-65.

Spesso i pazienti anziani non sono buoni candidati per il trapianto di midollo osseo, la cura per molti disturbi del sangue. Ciò è dovuto a un maggior grado di complicanze dopo il trapianto, che è anche limitato dal numero sufficiente di cellule staminali per ricostituire il sistema ematopoietico in un adulto. Pertanto, sono necessarie strategie per supportare il recupero delle cellule staminali del sangue per espandere il pool di possibili destinatari del trapianto di midollo osseo.

Le cellule dei vasi sanguigni e come funzionano

Cellule dei vasi sanguigni, o cellule endoteliali, sono un particolare tipo di cellula che allinea l'interno dei vasi sanguigni. Contribuiscono a formare arterie, vene e capillari. Per lungo tempo, le cellule endoteliali sono state percepite come un canale passivo per il sangue.

Tuttavia, negli ultimi anni, gli scienziati hanno visto un nuovo ruolo per queste cellule. Hanno scoperto che le cellule dei vasi sanguigni sostengono attivamente le cellule staminali vicine e la rigenerazione degli organi guida.

Quindi, invece di un sistema di tubazioni, possiamo pensare alle cellule dei vasi sanguigni più come i sostenitori attivi schierati lungo la corsa di un ciclista. Questo ruolo dinamico è stato trovato vero per molti organi, incluso quello responsabile della produzione di nuove cellule del sangue, il midollo osseo.

Nel midollo, le cellule staminali del sangue si trovano a stretto contatto con le cellule dei vasi sanguigni, che forniscono molti tipi di sostanze, come ad esempio KIT Ligand che le cellule staminali devono continuare a dare il meglio.

Quando invecchiamo, la funzione di supporto alle cellule endoteliali diminuisce e diventano disfunzionali. Possono ancora svolgere la funzione di base del supporto architettonico per il flusso sanguigno, ma sono meno in grado di supportare le cellule staminali vicine.

A recente studio dal Weill Cornell Medical College si evince che le cellule dei vasi sanguigni più vecchie hanno reso le cellule staminali del sangue giovani vecchie. Guidati dal dott. Jason Butler e dal dott. Michael Poulos, la ricerca isolò le cellule dei vasi sanguigni da topi giovani o vecchi e le coltivò in capsule di Petri con cellule staminali del sangue.

Il giovane pregiudizio delle cellule staminali del sangue ha mostrato una tendenza a produrre più di un tipo di cellule immunitarie, cellule mieloidi, che è un segno distintivo dell'invecchiamento.

In un esperimento complementare nello studio, le cellule dei giovani ringiovanivano quelle vecchie. Il team ha scoperto che le vecchie cellule ringiovanite erano in grado di creare un sistema sanguigno sano quando trapiantate di nuovo nei topi.

Il gruppo ha quindi somministrato ai topi una forte dose di radiazione di tutto il corpo, simile a ciò che i pazienti subiscono prima trapianto di midollo osseo. Quindi, hanno infuso i topi con cellule endoteliali isolate da giovani topi. Hanno scoperto che le infusioni dei vasi sanguigni miglioravano il recupero del sistema ematopoietico e ripristinavano la funzionalità delle cellule staminali del sangue nei topi anziani.

Quando il team ha modellato un trapianto di midollo osseo sui topi, hanno anche osservato che i topi infusi con cellule endoteliali riguadagnavano un sistema sanguigno sano, anche se il numero di cellule staminali del sangue trapiantate era subottimale.

Benefici futuri?

Lo studio dimostra che i vasi sanguigni giovani possono potenzialmente ringiovanire le funzioni delle cellule staminali del sangue e mitigare gli effetti dello stress indotto dal medico, come radioterapia. Le cellule endoteliali proteggevano anche altri organi interessati da radiazioni in tutto il corpo, compresi l'intestino, la pelle, la milza e il fegato.

Questa protezione globale ha molti potenziali vantaggi per quelli sottoposti a terapia del cancro, Butler ha spiegato in una dichiarazione. Tali benefici includono un tempo di recupero più breve, meno suscettibilità alle infezioni e un minor numero di cellule staminali del sangue necessarie per ottenere un trapianto di successo. L'infusione di cellule endoteliali potrebbe quindi ridurre i tassi di complicanze per i pazienti anziani, ha detto Butler.

In questo momento diversi gruppi stanno esplorando le cellule endoteliali come strategia di supporto per le cellule staminali del sangue, in topi e primati non umani.

I ricercatori concordano su due questioni molto rilevanti che influenzeranno l'applicazione clinica di questi risultati.

In primo luogo, le cellule dei vasi sanguigni infuse si attaccano transitoriamente, il che significa minori possibilità di qualsiasi potenziale effetto tossico o indesiderato. In secondo luogo, le infusioni funzionerebbero come terapia aggiuntiva per i protocolli clinici già in atto, una sorta di aggiornamento sul trattamento standard. Ciò potrebbe potenzialmente accelerare la traduzione clinica di questi risultati.

The Conversation"I proiettili sono già lì; questo è migliore ", ha detto Poulos.

Circa l'autore

Elisa Lazzari, Postdoctoral Associate in Biomedical Sciences, Cornell University

Questo articolo è stato pubblicato in origine The Conversation. Leggi il articolo originale.

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