Caratterizzare i meccanismi cellulari e molecolari che dirigono le attività pro-rigenerative e anti-fibrotiche che intervengono sia nella progressione della distrofia muscolare di Duchenne sia in seguito al trattamento farmacologico della malattia. È questo l’obiettivo del progetto guidato da Pier Lorenzo Puri e finanziato da Parent Project onlus.
Le FAP, i progenitori fibroadipogenici, sono delle cellule che si trovano negli interstizi del tessuto muscolare che hanno una doppia funzione: da una parte quella di formare il tessuto fibrotico e adiposo e dall’altra quella di promuovere l’azione delle cellule staminali del muscolo (le cellule satelliti) nel processo di riparazione e rigenerazione del tessuto muscolare. Ma quale è il fattore che determina se le FAP sceglieranno di produrre tessuto fibrotico-adiposo o di supportare il lavoro delle cellule staminali muscolari? E come fanno le FAP a promuovere l’attività pro-rigenerativa delle cellule satelliti?
È su queste domande che si basa il progetto di ricerca guidato da Pier Lorenzo Puri, della Fondazione Santa Lucia di Roma e del Sanford Burnham Medical Research Institute in California, e supportato da Parent Project onlus.
Quando il muscolo subisce un danno le FAP stimolano le cellule staminali muscolari a riparare il danno e a produrre nuove cellule muscolari. Nella distrofia muscolare di Duchenne, la mancanza della proteina distrofina fa sì che il danno a carico delle cellule muscolari sia costante così che le FAP si ritrovano a “lavorare” ininterrottamente per promuovere l’azione delle cellule staminali. Con la progressione della patologia, le FAP si “stancano” e passano dall’azione di supporto per la rigenerazione muscolare alla produzione del tessuto adiposo e fibrotico che rappresenta un ostacolo alla contrazione e al funzionamento del muscolo e che porta così al processo degenerativo.
Lo studio del team di Puri si è inizialmente basato sull’idea di testare trattamenti farmacologici in grado di promuovere la rigenerazione muscolare ed al contempo contrastare la degenerazione fibrotica dei pazienti Duchenne (DMD), definendone il meccanismo di funzionamento a livello cellulare, poiché non è ancora stato del tutto chiarito.
Studi in corso sono volti a capire come questi trattamenti possano stimolare la “azione pro-rigenerativa” delle FAP e prevenirne quella pro-fibrotica. In poche parole, si tratta di identificare farmaci in grado di dare la “carica” alle FAP per continuare a supportare il lavoro delle cellule staminali muscolari. Ed è in questo modo che la degenerazione muscolare che caratterizza la distrofia muscolare di Duchenne viene contrastata.
I ricercatori hanno inoltre osservato che l’azione delle FAP sulle cellule staminali muscolari è mediata da un peculiare tipo di comunicazione fra le diverse popolazioni cellulari che interviene nella progressione della DMD e che può essere prolungata in risposta a trattamenti farmacologici. In particolare, questa comunicazione avviene tramite delle minuscole vescicole extracellulari che sono prodotte dalle FAP e che veicolano le “istruzioni” che le FAP danno alle cellule staminali muscolari per avviare il processo rigenerativo del muscolo. Nel caso di un muscolo distrofico queste “istruzioni” sono errate e, pertanto, non si ha un’efficiente rigenerazione. Perciò, l’obiettivo è di identificare trattamenti in grado di influenzare le FAP in maniera tale da correggere le “istruzioni” rilasciate nelle vescicole, e indurre così le cellule satelliti a esercitare la loro attività pro-rigenerativa e anti-fibrotica.
Il futuro obiettivo di Pier Lorenzo Puri è quindi di studiare, in maniera specifica, le vescicole extracellulari prodotti dalle FAP per analizzarne la composizione e identificare il loro meccanismo di azione, e per capire come utilizzarle anche localmente per mantenere l’integrità funzionale dei muscoli distrofici, specialmente in stadi avanzati della patologia. I risultati provenienti dallo studio saranno molto importanti per poter sviluppare delle nuove ed efficaci strategie terapeutiche anche in uno stadio avanzato della distrofia muscolare di Duchenne, e per sviluppare nuovi strumenti prognostici/diagnostici. L’analisi quantitativa e qualitativa delle vescicole extracellulari rilasciate negli interstizi del tessuto muscolare potrebbe diventare un innovativo saggio per monitorare la progressione della patologia.
Un’importante parte di questo progetto è condotta da Luca Tucciarone, per il quale Parent Project onlus sta finanziando il Dottorato di Ricerca della durata di tre anni. Tucciarone ha avviato il suo lavoro di ricerca nel laboratorio di Puri presso la Fondazione Santa Lucia a Roma, e dallo scorso febbraio si è trasferito negli Stati Uniti per proseguire gli esperimenti nel laboratorio che Puri dirige in California.
Per ulteriori approfondimenti:
– Potete vedere la videointervista di Pier Lorenzo Puri realizzata da Parent Project onlus.
– Potete scaricare il fumetto divulgativo ideato e realizzato da Luca Tucciarone per presentare il suo lavoro alla Sessione Poster della XVI Conferenza Internazionale di Parent Project onlus.
