La rigenerazione dopaminergica: i trapianti con iPSC del professor Jun Takahashi

Gli studi condotti dal Professor Jun Takahashi dell’Università di Kyoto e del CiRA (Center for iPS Cell Research and Application) rappresentano la frontiera più avanzata della medicina rigenerativa per la Malattia di Parkinson (MP). La sua ricerca si è concentrata sull’utilizzo di cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) per generare neuroni dopaminergici sani da trapiantare nel cervello dei pazienti, con l’obiettivo di ripristinare le funzioni nervose danneggiate dalla patologia.

Il successo di questo approccio poggia su due pilastri fondamentali: la capacità di produrre cellule nervose funzionali e la risoluzione della complessa sfida immunologica.

Creare neuroni dopaminergici dalle staminali

La Malattia di Parkinson è causata dalla perdita selettiva di neuroni dopaminergici nella substantia nigra che proiettano i loro assoni nello striato. La strategia del Professor Takahashi si basa sul sostituire queste cellule perdute.

Il gruppo di Kyoto ha sviluppato un metodo altamente efficiente e sicuro per differenziare le iPSC in progenitori dopaminergici del mesencefalo (DAPs).

Punti chiave della preparazione cellulare:

• Fonte: Le iPSC utilizzate derivano da cellule di donatori sani.
• Safety by Sorting: Un aspetto cruciale sviluppato dal team è la selezione e l’arricchimento dei progenitori dopaminergici tramite il marker di superficie CORIN. Questo processo di selezione è essenziale per eliminare eventuali cellule indifferenziate che, in linea teorica, potrebbero dare origine a teratomi (tumori), garantendo la massima sicurezza preclinica e clinica.

Studi Preclinici (Doi et al., 2020): Il lavoro preclinico di Doi et al. (2020) ha dimostrato che i progenitori dopaminergici (DAPs) derivati da iPSC cliniche HLA-omozigoti sopravvivono bene, integrandosi e maturando in neuroni dopaminergici funzionali in modelli animali (ratti e scimmie MPTP, un modello di Parkinson). Gli endpoint primari di questi studi preclinici hanno confermato:

• Assenza di tumori dopo sei mesi.
• Ridotta infiammazione nel sito di trapianto.
• Stabilità del graft (l’innesto) e produzione di dopamina, misurata tramite PET DAT o FDOPA.

La sfida immunologica: il matching MHC/HLA

Il maggior ostacolo nell’uso delle terapie cellulari allogeniche (cellule provenienti da un donatore) è il rigetto immunitario. La strategia di Takahashi ha affrontato questo problema utilizzando la banca di iPSC omozigoti per il complesso maggiore di istocompatibilità (MHC), che negli esseri umani è noto come HLA (Antigeni Leucocitari Umani).

Studi Preclinici (Morizane et al., 2017): Lo studio fondamentale di Morizane et al. (2017) ha dimostrato l’importanza dell’abbinamento immunologico utilizzando il modello di primati non-umani (macachi cynomolgus):

• Obiettivo: Valutare se l’abbinamento MHC migliora l’integrazione (engraftment) dei neuroni iPSC-derivati.
• Risultati: Nei trapianti MHC-matched (donatore-ricevente compatibili), si è osservata una maggiore sopravvivenza dei neuroni dopaminergici TH+ e una maggiore densità neuronale rispetto ai trapianti non abbinati (mismatched).
• Meccanismo: L’abbinamento MHC ha ridotto significativamente l’accumulo di cellule infiammatorie (microglia Iba1+ e linfociti CD45+) nel sito di trapianto, indicando una risposta immunitaria più blanda.

Questi risultati hanno fornito il razionale per la creazione di banche di iPSC HLA-omozigoti che possono servire una vasta popolazione di pazienti (terapia “off-the-shelf”), riducendo la necessità di una immunosoppressione pesante e prolungata.

Il trial clinico di Fase I/II (The Kyoto Trial)

Basandosi sulla robusta evidenza preclinica, il team di Kyoto ha lanciato nel 2018 il primo trial clinico al mondo di trapianto di neuroni dopaminergici iPSC-derivati in pazienti con Malattia di Parkinson. Lo studio è stato condotto presso l’Ospedale Universitario di Kyoto.

Disegno del Trial:

• Fase: I/II, open-label, su sette pazienti con MP di età compresa tra 50 e 69 anni.
• Trattamento: Trapianto di circa 5 milioni di aggregati cellulari contenenti progenitori dopaminergici (DAPs) iPSC-derivati in ciascun lato (bilateralmente) del putamen, la regione chiave del cervello colpita dalla perdita di dopamina.
• Regime Immuno-soppressivo: Ai pazienti è stata somministrata una terapia immunosoppressiva (come il Tacrolimus) per un periodo di circa un anno, per minimizzare il rischio di rigetto (nonostante l’abbinamento HLA).

Endpoint Primari (Nature, 2025): Gli endpoint primari del trial erano focalizzati sulla sicurezza e tollerabilità, essenziali per uno studio di Fase I/II:

1. Sicurezza e Tollerabilità: Incidenza e gravità degli eventi avversi correlati al trapianto.
2. Assenza di Tumori: Valutazione dell’assenza di proliferazione cellulare anomala o formazione di teratomi (tumori) tramite Risonanza Magnetica (MRI) volumetrica a 24 mesi.
3. Integrità del Graft: Assenza di rigetto acuto o cronico e stabilità dell’innesto (valutata con PET DAT).

Risultati Pubblicati (Aprile 2025): I risultati finali di questa fase del trial sono stati pubblicati sulla rivista Nature nell’aprile 2025. I dati hanno dimostrato che:

• Il trapianto di progenitori dopaminergici iPSC-derivati è sicuro, senza evidenza di formazione di tumori o complicazioni gravi legate alla procedura.
• Le cellule sono sopravvissute, si sono integrate e hanno iniziato a produrre dopamina nel cervello dei pazienti.
• Segnali di Efficacia: Sono stati osservati miglioramenti clinici e funzionali nei pazienti, in particolare nei punteggi motori (MDS-UPDRS Part III OFF scores), dimostrando un potenziale beneficio clinico e aprendo la strada a studi di Fase III su larga scala.

Prospettive future

Il successo del “Kyoto Trial” segna un punto di svolta. La ricerca di Takahashi ha fornito la prova di concetto che la neuro-rigenerazione mirata utilizzando iPSC è una strategia sicura e potenzialmente efficace per la Malattia di Parkinson. L’attenzione si sposta ora sulla scalabilità del processo, sull’ottimizzazione del regime immunosoppressivo e sulla conduzione di studi multicentrici globali per rendere questa terapia disponibile a una più ampia platea di pazienti.