Pelle geneticamente modificata generata in laboratorio a partire da cellule staminali dell'epidermide (Foto: CMR Unimore)
Il fragile involucro dei bambini farfalla
È il giugno del 2015, quando un bambino di sette anni viene ricoverato in Germania per le gravi conseguenze di un’infezione batterica alla pelle. Non è un caso come tanti altri: il bambino è portatore di una mutazione al gene LAMB3 che codifica per una delle subunità della laminina-332. La diagnosi di epidermolisi bollosa giunzionale non è una novità: fin dalla nascita il bambino ha dovuto convivere con le vesciche e le dolorose lesioni che periodicamente comparivano sulla sua pelle. Questa volta però il quadro clinico appare molto più grave e il bambino è in pericolo di vita. È a questo punto che i medici tedeschi decidono di chiedere aiuto al Centro di Medicina Rigenerativa Stefano Ferrari guidato da Michele De Luca. Grazie all’esperienza maturata negli anni nella coltura in vitro di cellule staminali dell’epidermide, i ricercatori modenesi sono riusciti a mettere a punto un protocollo di terapia genica per creare una nuova pelle per il bambino farfalla. L’epidermolisi bollosa giunzionale è causata da una mutazione nei geni che codificano per le tre subunità della laminina-332, una proteina della membrana basale della pelle. Le persone affette da questa malattia presentano gravi lesioni alla pelle e alle mucose e sono più soggetti a tumori della pelle. L’epidermolisi bollosa è di fatto una malattia incurabile e i trattamenti disponibili servono solo per alleviare i sintomi. Almeno fino ad oggi. I ricercatori dell’Università di Modena e Reggio Emilia sono riusciti a dimostrare, in collaborazione con colleghi tedeschi, che il trapianto autologo di pelle può rigenerare completamente l’epidermide di pazienti affetti da questa malattia. Il trattamento sperimentale condotto sul bambino tedesco ha infatti permesso di rigenerare l’80 % della superficie del suo corpo: è la prima volta che un trapianto di pelle geneticamente modificata viene utilizzato con successo per ripristinare la quasi totalità della superficie del corpo.Cellule staminali per i trapianti di pelle
La pelle non è solo l’organo più esteso del nostro corpo, ma è anche uno dei più dinamici. Il continuo ricambio di cellule della pelle, che avviene circa una volta al mese, è garantito dalle cellule staminali dell’epidermide (olocloni), che possono autorigenersi e rinnovare in continuazione la popolazione di cheratinociti differenziati terminalmente e destinati quindi a sfaldarsi dalla superficie dell’epidermide. Già da anni i ricercatori hanno messo a punto tecniche per coltivare le cellule staminali dell’epidermide in laboratorio: in questo modo è stato possibile rigenerare lembi di pelle per curare gravi ustioni o lesioni permanenti della cornea.
I ricercatori dell’Università di Modena e Reggio Emilia sono da anni impegnati nel campo della medicina rigenerativa. In questa intervista all’Aula di Scienze, Graziella Pellegrini parla dei suoi studi sulla rigenerazione della cornea, commentati anche da Lisa Vozza nelle pagine del suo blog Biologia e dintorni. Di medicina rigenerativa e ricostituzione della cornea si parla anche nella recente Chiave di Lettura di Zanichelli editore Curarsi nel futuro di Valentina Fossati e Angela Simone.
Nel caso del bambino affetto da epidermolisi bollosa serviva però qualcosa in più di un semplice trapianto autologo: i lembi di pelle rigenerati dovevano infatti contenere la copia corretta del gene mutato. Come riassume questo schema, il primo passo è stato rimuovere un piccolo frammento di pelle sana dal bambino da cui isolare le cellule staminali. A questo punto, la copia “corretta” del gene per la laminina è stata trasferita all’interno delle cellule staminali usando un vettore virale. Le “nuove” cellule sono state poi lasciate crescere in vitro, fino a formare lembi di pelle per una superficie di 0,85 m2. Nell’ottobre del 2015 i primi frammenti di pelle sono stati trapiantati sulle braccia e sulle gambe del bambino. Nei mesi successivi anche la schiena e le altre parti del corpo sono state trattate nello stesso modo, fino a ripristinare l’80% dell’epidermide.
La distribuzione delle lesioni nel bambino: in rosso la pelle completamente lesionata e in verde le zone con vesciche (Immagine: Hirsch T et al. Nature 2017)
Non è la prima volta che la terapia genica viene testata per curare le lesioni dell’epidermolisi bollosa. Per esempio, uno studio precedente aveva dimostrato che il trapianto locale di cellule con il gene “corretto” poteva ripristinare l’epidermide in modo permanente: un importante passo avanti per dimostrare la fattibilità di questi interventi, ma non sufficiente a migliorare la qualità della vita dei pazienti. Infatti, uno degli ostacoli principali nel trattamento dell’epidermolisi bollosa è da sempre stato la grande estensione delle lesioni. Nello studio pubblicato su Nature i ricercatori dimostrano che la terapia genica permette di ricostruire vasti lembi di pelle per trapiantare, virtualmente, tutta la superficie del corpo: un risultato che dovrà essere confermato da ulteriori casi, ma che al momento sembra molto promettente. A 21 mesi dal trapianto, la nuova pelle del bambino appare infatti robusta, resistente e senza segni di trasformazioni neoplastiche: le lesioni sembrano essere solo un lontano ricordo.
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