Il fine ultimo di questo filone di ricerca è il ripopolamento delle vie aeree FC con cellule staminali in grado di differenziarsi in cellule mature dell’epitelio bronchiale. Queste cellule (derivate dal paziente stesso) potrebbero essere trattate con l’inserimento di una copia del gene CFTR normale e in questo modo si realizzerebbe il duplice scopo di riparare i tessuti danneggiati e sostituirli con altri geneticamente normali (“terapia genica cellulare”). Le cellule iPS, o cellule Staminali Pluripotenti indotte, sono cellule staminali generabili artificialmente da normali cellule adulte (in genere da fibroblasti, cellule della cute). Le cellule iPS hanno le stesse capacità delle cellule staminali embrionali di maturare e differenziarsi in altri tipi di cellule di vari tessuti ed organi, compresi i polmoni. A differenza delle cellule staminali embrionali, le cellule iPS non pongono alcun problema di natura etica, in quanto la loro derivazione non comporta la distruzione di embrioni. I nostri risultati (progetto FFC#3/2010) hanno dimostrato la possibilità di generare cellule iPS da cellule bronchiali normali e omozigoti DF508; dati preliminari suggeriscono che proprio le cellule iPS dell’epitelio bronchiale, conservando una speciale “memoria” del tessuto d’origine, abbiano una maggiore propensione a re-differenziarsi nel tessuto di origine, cioè l’epitelio delle vie aeree, rispetto a cellule iPS derivate da altri tessuti. Obbiettivi principali della ricerca sono: 1) indurre il differenziamento di cellule iPS, derivate da cellule epiteliali delle vie aeree, normali e CF, in epitelio polmonare, in vitro e in vivo; 2) valutare la possibilità di attecchimento e sviluppo a livello polmonare delle cellule iPS somministrate a topi immunocompromessi (per evitare il rigetto).
iPS cells hold great promise for cell therapy approaches in a variety of diseases including cystic fibrosis. iPS cells have been generated from a variety of cell sources . A number of evidences indicate that iPS cells may retain an epigenetic memory of their pre-reprogramming status i.e. the starting somatic cells. We reasoned that the presence of an epigenetic memory of the cell of origin in iPS cells may facilitate the differentiation of the iPS cells back to cell lineages related with the donor cell. Therefore, we speculated that iPS derived from airway epithelial cells may be more amenable to differentiation into airway epithelium. To test our hypothesis we generated (grant FFC#3/2010) iPS cells from human primary bronchial epithelial cells, normal or CF ΔF508/ΔF508. Our preliminary results suggest that iPS cells derived from airway epithelial cells indeed differentiate into lung epithelial precursors with higher efficiency compared to fibroblast-derived iPS cells. We will test our hypothesis taking advantage of the recent description of a multistep differentiation protocol that for the first time allows the generation from human iPS cells of mature airway epithelium expressing CFTR . Therefore specific aim of our project are: 1)To assess the differentiation potential of human airway-derived iPS cells, normal and CF, into mature airway epithelial cells expressing CFTR in vitro 2) To assess the differentiation potential in vivo of human airway-derived iPS cells into mature airway epithelial cells and their engraftment into lungs of immunocompromised mice. This study should contribute new knowledge relevant for the ambitious goal of the repopulation of diseased CF airway epithelium with cells expressing functional CFTR. This study should contribute new knowledge relevant for the ambitious goal of the repopulation of diseased CF airway epithelium with cells expressing functional CFTR. Furthermore, this research will contribute to provide a renewable source of patient-specific airway epithelial cells, that could be useful for CF lung disease modeling and for the screening of new drugs directed towards aberrant CFTR.
