Cure Girl Lolly’s Visit to UC San Diego

While I was in LA we took a road trip to San Diego to go and visit Ellen Sinopoulos and take a tour of the labs at UC San Diego Center for Neural Repair Biomedical Research Facility to check out their research and progress to finding a cure for paralysis.
I met Ellen in London while she was working for Liz Bradbury’s team at Kings College, London. Ellen has such a passion for finding a cure for spinal cord injury and not only that she’s one of the loveliest, warmest and hardworking people I know. It’s so great that we have people like her in the field working so hard for our cause!
So when she moved to San Diego to work in UC San Diego, I just had to pay her a visit while I was in LA.
We were really welcomed into UC San Diego and shown around and introduced to everyone who worked there.

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Ellen and Lori Graham

Ellen and Lori Graham very kindly showed us around the labs. I saw some incredible hi-tech pieces of equipment and they explained some of the procedures while they were working inside the labs, very impressive!
The researchers are working on neural stem cells (NSCs) which are multipotent cells that generate the neurons and glia of the nervous system. Their use appears to be essential to cure spinal cord injury and this is one of the main focus of researchers work in the Tuszynski Lab at UC San Diego.
After a tour of the campus and lunch, I had the opportunity to meet and chat with Paul Lu and Mark Tuszynski.

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Mark Tuszynski and Paul Lu

I asked Mark “Are you optimistic that this procedure will give people more function and also get paralysed people walking again?” He answered that he is extremely confident and that looking at the best possible scenario to start clinical trials in two years.
I had such a great day and I was really inspired by the people, the work being carried out and most of all HOPE.
Thanks to Ellen and everyone at the UC San Diego for your time and making us feel so welcome, but mostly for your dedication to finding a reversal for paralysis. Let’s make chronic spinal cord injury curable!

Read Ellen’s story:
ELLENMy name is Ellen Sinopoulos and I’m 30 yrs old, I started my journey into neuroscience when I got my BSc from University of Glasgow in 2011. By that time I knew that this is what I wanted to do. I came in contact with SCI research very early in my career and I was stunned with the effects SCIs have and the intricate complexity of it. I pursued and obtained my MSc in 2014 and then worked as a research assistant in Prof Martin’s lab in NYC studying development. Although it sounds unrelated to SCI it really is not. The basis of solving this complex mystery is to understand how the nervous system develops in the first place in order to be able to re-establish a similar developmental state. Then in 2015 I joined Prof Bradbury’s lab in London where I completed my PhD focusing on combinational therapeutic approaches for SCI. I completed my PhD in 3 yrs and now I m a postdoc in Dr. Tuszynski’s lab in San Diego, California working on a primate model of SCI. I chose to pursue a career here not only because this is one of the best labs in the world but also because of its focus on clinical translation. We are at the forefront of ground breaking research and we do everything we can to provide a solution for SCI.

By Cure Girl Lolly

Le Cure Girls a Londra per il 21° Meeting scientifico di Spinal Research

La nostra Cure Girl Marina ha partecipato al 21° meeting scientifico organizzato a Londra da Spinal Research e ha chiesto al Prof. Simone Di Giovanni dell’Imperial College di scrivere per noi un report sui progetti di ricerca presentati e che a Suo dire sembrano essere più promettenti. Potrete trovare gli abstrac e ulteriori info cliccando qui: https://www.spinal-research.org/network-meeting

Buona Lettura!

Cure Girl Loredana

Spinal Research –  Ventunesimo Network Meeting, Londra, 6-7 settembre 2019

di Simone Di Giovanni – Imperial College London

Il Network Meeting di Spinal research che si è tenuto a Londra il 6-7 settembre 2019 aveva un programma molto interessante. Eccovi qui di seguito il riassunto delle presentazioni che ho reputato più importanti in quanto appaiono a mio dire promettenti per arrivare prima o poi a riparare una lesione midollare ed ottenere un recupero funzionale dei pazienti.

Il primo giorno ci sono state alcune presentazioni interessanti che dimostrano la possibilità di controllare la crescita di un assone. Frank Bradke (German Center for Neurodegenerative Diseases, Bonn, Germany) ha ottenuto risultati interessanti promuovendo l’estensione del cono di crescita mentre James Fawcett (John van Geest Centre for Brain Repair, University of Cambridge, Cambridge, UK) lo ha fatto incrementando il flusso di proteine importanti per la rigenerazione. Sebbene questi siano ancora approcci sperimentali che utilizzano il trasferimento di geni o la farmacologia nei roditori e che quindi necessitano ulteriori validazioni nei primati, sembrano andare nella giusta direzione.

Un’altra presentazione interessante è stata quella sugli “organoidi” del cervello e del midollo spinale umano di András Lakatos (John van Geest Centre for Brain Repair, University of Cambridge) che ha mostrato come i tratti corticospinali dei neuroni umani possano essere riprodotti in modelli tridimensioneali organizzati chiamati “organoidi”. Lesioni specifiche del tratto corticospinale in questi organoidi umani permetteranno di valutare la loro capacità rigenerativa e rappresenteranno un nuovo modello per studiare strategie per la rigenerazione che sicuramente si svilupperanno molto rapidamente nei prossimi anni. Per rendere questi modelli più affidabili sarà necessario aggiungere la struttura vascolare e tutte le altre cellule che circondano i circuiti neuronali. Una sfida tutt’altro che semplice ma una volta fatti questi miglioramenti gli organoidi diverranno un modello molto utile per studiare le lesioni midollari e anche molte altre malattie umane.

Nella sessione del pomeriggio vi è stata una serie di presentazioni inerenti il ruolo della risposta immunitaria sistemica, del metabolismo del fegato e del microbioma intestinale sulla riparazione, rigenerazione e plasticità dopo una lesione midollare. Jan Schwab (Neurological Institute The Ohio State University – Wexner Medical Center, Columbus, USA) ha mostrato come la risposta immunitaria sistemica ed il controllo delle infezioni siano variabili importanti per il recupero dei pazienti dopo la lesione midollare. La gestione farmacologica e clinica di questi fattori potrebbe facilitare un miglior recupero dei pazienti. Dana McTigue ha spiegato che in modo simile anche il fegato dopo una lesione influenza il processo di riparazione. Promuovere la salute del fegato può limitare le tossine metaboliche e l’aggressiva risposta immunitaria. Questi approcci vanno testati in sperimentazioni cliniche sui pazienti con lesioni midollari. In fine Elizabeth Serger, dottoranda nel mio laboratorio (Molecular Neuroregeneration, Department of Medicine, Imperial College London, UK), ha presentato nuovi dati che indicano che i batteri intestinali producono sostanze che  promuovono la rigenerazione degli assoni dopo la lesione del nervo sciatico e promuovono la plasticità sinaptica nelle lesioni midollari nei topi. L’effetto positivo dei batteri intestinali si può ottenere con un farmaco molto sicuro che può essere somministrato oralmente, ma necessita di ulteriori studi prima di poter essere sperimentato sull’uomo.

Il primo giorno del meeting si è concluso con una coinvolgente presentazione di Gregoire Courtine (Swiss Federal Institute of Technology (EPFL), Lausanne, Switzerland) che ha fatto il punto sullo stato dell’arte delle biotecnologie incluso l’uso di protesi, stimolatori epidurali e sistemi wireless che combinano la somministrazione e la monitorizzazione della  neuroriabilitazione e stimolazione epidurale in pazienti con lesione midollare. Queste strategie hanno portato un leggero recupero motorio in pazienti con lesione midollare cronica. Tuttavia questi risultati si ottengono in pazienti con lesione incompleta, mentre in lesioni gravi o complete non si ottengono gli stessi benefici. Per aiutare questi pazienti una strada possibile potrebbe essere quella di combinare terapie che aiutano la ricrescita e la connessione degli assoni attraverso la farmacologia, la terapia genica o il trapianto di cellule staminali con queste neurotecnologie.

Sabato vi è stata una eccellente presentazione di Joost Verhagen (The Royal Academy of Arts and Sciences, Amsterdam, The Netherlands) che ha riportato gli ultimi sviluppi nelle terapie geniche per promuovere la rigenerazione degli assoni attraverso l’inibizione di molecole presenti nella cicatrice o promuovendo la loro intrinseca abilità rigenerativa. In particolare ha mostrato nuovi vettori che possono essere controllati nel tempo e nello spazio con una robusta e specifica espressione di geni terapeutici. Questi sviluppi sono passi molto importanti verso l’uso in clinica dove la terapia genica è già utilizzata in alcune malattie.

Le ultime presentazioni hanno riguardato biomateriali e cellule staminali. Jacob Koffler (Center for Neural Repair, University of California San Diego, La Jolla, USA) ha parlato degli ultimi sviluppi nell’utilizzo di biomateriali preparati con stampanti 3D che consentono la rigenerazione di assoni di cellule staminali sia nei roditori che nei primati. Questi dati hanno mostrato una sostanziale crescita degli assoni delle cellule staminali trapiantate insieme al biomateriale ed anche la crescita di parte degli assoni lesionati. Entrambi sono cresciuti attraverso il biomateriale trapiantato.  Il recupero funzionale per ora rimane modesto, per cui sarà necessario migliorare questa tecnica. Nel complesso queste strategie appaiono clinicamente rilevanti in quanto sono già state testate in diversi modelli di lesione ed anche in diverse speci animali. Mi aspetto di vedere in futuro una sperimentazione clinica, magari con una versione migliorata di questi biomateriali e possibilmente in pazienti con lesioni croniche.

Hideyuki Okano (Department of Physiology, Keio University School of Medicine, 35 Shinanomachi, Shinjuku-ku, Tokyo, Japan) e Michael G. Fehlings (Department of Surgery, University of Toronto, Toronto, Canada) hanno concluso il meeting presentando dati in modelli animali di lesioni midollari con l’uso di cellule staminali pluripotenti e neuronali di derivazione umana. Hideyuki Okano ha dimostrato che è possibile promuovere la riparazione ed un recupero funzionale in modelli di lesione spinale sui roditori utilizzando neuroni di derivazione umana, anche se il recupero è stato modesto. Michael Fehlings ha presentato dati interessanti per caratterizzare la biologia di cellule neuronali trapiantate che ci aiuteranno a sfruttare meglio il loro potenziale rigenerativo. Sicuramente il campo delle cellule staminali trarrà beneficio da una migliore comprensione dei meccanismi che regolano la loro identità dopo il trapianto nella lesione. Questo sarà essenziale per consentire ai ricercatori di trovare il modo di migliorare la loro capacità di formare nuovi circuiti funzionali che sono essenziali per un recupero neurologico.

Spinal Research –  21st Nework Meeting, London, 6-7 September 2019 

Cure Girl Marina attended the 21st Spinal Research Network Meeting held in London on September 6-7 2019. She asked prof. Simone Di Giovanni from the Imperial College – London to write a summary about the exciting discoveries that have been presented. The abstracs of the presentations can be found here: https://www.spinal-research.org/network-meeting

Chronic spinal cord injury must become curable!

Cure Girl Loredana

Spinal Research –  21st Nework Meeting, London, 6-7 September 2019 

By Prof. Simone Di Giovanni – Imperial College London

Prof Simone Di Giovanni - Imperial CollegeThis year the Spinal Research network meeting held in London on September 6-7 2019 featured an exciting programme. Here below is my summary and discussion of my chosen highlights that hold the promise to accelerate repair and recovery in patients with spinal cord injuries sooner or later.

The first day featured interesting talks showing the possibility to control the growth of an axon by promoting growth cone extension (Frank Bradke) or by increasing the trafficking of proteins important for regeneration (James Fawcett). While these are still experimental approaches using gene transfer or pharmachology in rodents that need further validation in non-human primates, they seem to be heading in the right direction. Another exciting talk was the one on human brain and spinal organoids by Andras Lakatos, where it was shown that corticospinal tracts of human neurons could be modelled in these organised 3D culture conditions called organoids. Specific lesions of the corticospinal tracts in these human organoids will allow assessing their regenerative ability and they will represent a new model to study repair strategies that will surely develop very quickly in the next few years. One of the main outstanding challenges remaining is the need to build vasculature and the full cellular variability around neuronal circuitry. Once these hurdles are conquered- organoids will become very useful model of human disease including of spinal cord injury.

The afternoon session showcased an intriguing series of talks about the role of the systemic immune response, of liver metabolism and of the gut microbiome upon repair, plasticity and regeneration following spinal cord injury.

Jan Schwab showed how the systemic immune response and the control of infections are important variables for the clinical outcome in patients after spinal cord injury. The pharmacological and clinical management of these factors promise to facilitate repair and recovery in spinal injury patients.  Similarly, Dana McTigue reported that liver metabolism following spinal injury in patients and animals influences the repair process after injury. Promoting a healthy liver can limit metabolic toxins and aggressive immune responses—these approaches need to be tested in clinical trials in spinal cord injury patients. Finally, Elisabeth Serger (PhD student in my lab) reported novel data showing that a gut bacterial metabolite promotes axonal regeneration after sciatic nerve injury and enhances synaptic plasticity after spinal cord injury in mice. This represents a potential novel therapeutic molecule since it is very safe and can be given orally but it needs much more extensive validation in spinal cord injury models in animals including with behavioural assessments before we can re-assess its clinical potential.

The day ended with a very engaging and exciting lecture by Gregoire Courtine. Gregoire summarised the state of the art of biotechnologies including the use of prosthetics, epidural stimulation and wireless systems that combine the monitoring and delivery of neurorehabilitation and epidural stimulation in spinal cord injury patients. These combinatorial strategies led to significant motor improvement in chronic spinal cord injury patients. However, these remarkable results, mostly benefit incomplete spinal lesions, while patients with complete or very severe motor impairment do not benefit as much. Work needs to be done to address these patients. A possible avenue ahead would be to combine ways to enhance axonal regrowth and connectivity such as with pharmacology, gene therapy or stem cells with these neurotechnology.

Saturday featured a very elegant talk by Joost Verhaagen that presented the latest development in gene therapy technologies to foster axonal regeneration by inhibiting scar molecules or by promoting neuronal intrinsic regenerative ability. He showed new vectors that can be controlled in space and time with robust specific expression of the therapeutic gene. These developments are a very important step towards the use in the clinic where gene therapy is used in some diseases already.

The last few important talks I would like to bring to your attention are about biomaterials and stem cells. Jacob Koffler (senior researcher in Marc Tuszynski’s lab) talked about recently developed strategies to use printed 3D spinal scaffolds made out of biomaterials that allow regeneration of stem cells axons in both rodents and non-human primates. These data showed a substantial growth of transplanted stem cell axons across these scaffolds including some growth of host axons. The level of neurological recovery was however still modest suggesting that their design might need improvements. All together, these strategies seem of very high clinical relevance since data have been reproduced across models and species. I am looking forward to seeing the first clinical trials, perhaps with an improved version of these biomaterials and hopefully in chronic patients.

Hideyuki Okano and Michael Fehlings concluded the series of presentations by presenting data in animal models of spinal cord injury with the use of human derived pluripotent stem cells and of neural stem cells respectively. Hideyuki showed that it is possible to promote repair and functional recovery in rodent models of spinal cord injury by using human derived neurons, although the degree of recovery was still limited. Michael reported interesting data aimed at characterising the biology of transplanted neural stem cells that will help us better exploit their repair potential. In fact, the field of stem cells will benefit from a better understanding of the mechanisms regulating their cellular identity once cells have been transplanted into the injured. This will be essential to allow researchers finding ways to improve their ability to form new functional circuits that underpin neurological recovery.

Wings for Life World Run 2019

Barbara e Paola“If for any reason, Barbara couldn’t partecipate to the Wings for Life World Run, I will take it in Giuliano Teatino”!

Who said this is my cousin Paola when she took part in 2017 to the last edition of WfLWR in Milan. I missed that edition after I partecipated to the 2015 and 2016 ones. So she made that promise to herself. And she kept it! This year we organized an AppRun in our little country town in the centre of Italy.

We raised totally 2,884 euros which for a country of 1,200 inhabitants is an excellent result!

And what a day we had! We got up with a beautiful sun, then they came rain and wind, and sun again just 10 minutes before the start!

We approached to the starting line on the cry of “We will rock you” and on the notes of “No easy way out” the race started.

I ran pushed by my cousin at the start, then other runners took her place at turn until the end after 3.4 km.

I couldn’t realize how many people were behind me, but I heard the sound of the shoes on the asphalt and it seemed like an orchestra. Four guys got the best performance having been reached by the virtual catcher car at 16 km.

But the best result at all was the enthusiasm of people before, during and after the race… running is the greatest expression of freedom to move, and “run for those who can’t” is the best way to raise awareness on the urgency of finding a cure for spinal cord injury and make the paralysis reversible.

See you next year, May 3rd! Hoping to have good news from the medical research.

Cure Girl Barbara

App run Giuliano Teatino - 1

Photo credit by @fotograferiadipietrantonio

Huge Thanks to The Retreat People for Supporting the Cure Girls!

Nothing touches my heart more than when people go out or there way and show such kindness to raise money and support our cause to make chronic spinal cord injury curable!

My dear friend Lisa Maxine Walker did just that recently with her company. Lisa (co owner of The Retreat People) and I have worked in the Beauty industry together many years ago. Since my spinal cord injury back in 2004, Lisa has always encouraged and praised my mission. It’s such a great feeling knowing that your family and friends are right behind you!

I was literally over the moon when Lisa asked me how she could support the Cure Girls and our urgency to make paralysis reversible.

This fabulous company organises bespoke experiences at wellness retreats where you can go for total mind and body rejuvenation.

They focus on a plant based healthy diet, yoga sessions, massages and much, much more! All of that in gorgeous surroundings what more could you ask for?

With every booking they have they will donate a percentage to Spinal Research charity.

Go check The Retreat People out on their website: http://www.theretreatpeople.com

You can also find them on Facebook & Instagram!

Cure Girl Lolly

Busy Fall Season for the Cure Girls

EICMA TROFEO DELLA VITTORIA.jpgOnce again the Cure Girls are on the front line to raise money and awareness for  research to find a cure for chronic spinal cord injury.

In UK Cure Girl Lolly is going alcohol & sugar free for the month of November to raise money for Nicholls Spinal Injury Foundation!

Lolly will go totally without processed sugar (which is in most foods) and only be able to have natural sugars from fruit! So lots of clean eating!LOLLY'S CHALLANGE

Can she do it??? Please support her challenge by sponsoring her on: www.justgiving.com/Lorraine-Mack7

In Italy on November 4  Marina, Loredana and Arcangela participated to an event at the “CityLife Shopping District” in Milan organized by EICMA and Marina Romoli Onlus AssociationFamous athletes and popular TV shows people have entertained people with exhibitions and funny competitions in the external area of the biggest urban shopping district of Italy. The event has been a great success!  All money raised will go to Marina Romoli Onlus Association. (PHOTO GALLERY)

A big thank you to EICMA,  all people who helped to organize the event and to all the participants!

See you next year!

The Journey to a Cure Video Series: Regeneration

The Journey to a Cure Video Series has been created by the Canadian/American Spinal Research Organizations (CSRO/ASRO). In this episode, we hear about the promising work being done with spinal scaffolds, neurotrophic factors, and other methods of regenerating neurons at the site of a spinal cord injury. Regeneration is the most important part of the puzzle to cure spinal cord injury.

I nostri follower italiani possono trovare la traduzione dei contenuti scorrendo sotto il video.

Riteniamo sia molto difficile spiegare cosa sia una lesione spinale e comprendere cosa si stia facendo per arrivare ad una cura per la paralisi. Abbiamo pensato che la serie di video “In viaggio verso una cura” creata dalla Canadian/American Spinal Research Organizations (CSRO/ASRO) potesse essere d’aiuto. In questo video, sentiremo parlare del promettente lavoro svolto utilizzando scaffold, fattori neurotrofici e altri metodi di rigenerazione dei neuroni nel sito di una lesione del midollo spinale.  La rigenerazione è la parte più importante del puzzle per curare la paralisi.

Rigenerazione

Il midollo spinale comunica attraverso gli assoni, quindi la loro rigenerazione o la stimolazione della ricrescita è un pezzo essenziale del puzzle nella ricerca di una cura per le lesioni spinali. Ma come abbiamo visto, le lesioni del midollo spinale provocano la morte dei neuroni, sia nell’evento traumatico iniziale che nella fase del danno secondario. La lesione innesca anche la formazione della cicatrice gliale e rilascia alcune molecole che impediscono la rigenerazione dei neuroni. Dal momento che il sistema nervoso centrale ha bisogno di neuroni per comunicare e che i neuroni non riescono a rigenerarsi da soli, occorrono due cose: prima dobbiamo degradare la cicatrice gliale e diminuire la quantità di molecole inibitrici che circondano l’area lesionata; poi abbiamo bisogno di stimolare la crescita degli assoni e di riparare quelli danneggiati. Le molecole inibitrici come la Myelin-Associated Glycoprotein, NOGO-A e la Oligodendrocyte Myelin Glycoprotein sono proteine ​​prodotte dagli oligodendrociti che circondano la zona della lesione e colpiscono la produzione di mielina e la crescita degli assoni. Gli scienziati hanno scoperto che, aggiungendo degli anticorpi che si legano a queste proteine, si possono bloccare i loro effetti ​​e quindi consentire agli assoni di crescere. Affinché la rigenerazione dei nervi avvenga, abbiamo bisogno di tre ingredienti chiave:

– uno scaffold (impalcatura o ponte);

– cellule che promuovono la crescita;

– fattori di crescita.

Questi tre elementi, se combinati insieme, possono contribuire a riempire la zona della lesione e consentire quindi agli assoni di rigenerarsi e crescere attraverso la zona danneggiata, per creare nuove connessioni che ripristinino le funzioni. Gli scaffold sono tubi a maglie intrecciate o strutture a forma di traliccio; possono essere composti da diversi tipi di materiali, ma sono spesso fatti di un polimero biodegradabile perché facili da produrre, forti e possono dissolversi nell’organismo una volta completato il loro lavoro; più o meno agiscono allo stesso modo dei punti di sutura. Essi vengono iniettati con cellule che promuovono la crescita e con fattori di crescita, spesso sostituendo quelle perse o danneggiate al momento del trauma. Sono posizionati nell’area danneggiata in modo da attraversarla e agire da ponte per favorire la rigenerazione dei nervi.  I neuroni non sono l’unico tipo di cellule nel sistema nervoso centrale, hanno bisogno di un piccolo aiuto da altre cellule per sostituire la mielina e garantire il corretto funzionamento. Qui potrebbero entrare in gioco le cellule di Schwann, le cellule che rivestono il sistema olfattivo e le cellule della glia enterica. Queste cellule gliali, che si trovano rispettivamente nel sistema nervoso periferico, nella cavità nasale e nell’intestino, pare abbiano una certa capacità di rimodellare e rigenerare gli assoni del midollo spinale e possano guidare la loro crescita nel realizzare connessioni funzionali. Le neurotrofine come GDNF, NT3, BDNF e NGF sono fattori di crescita proteici che la promuovono e aiutano la sopravvivenza dei nervi bloccando la morte delle cellule neurali. Le neurotrofine possono aiutare la rigenerazione dei neuroni danneggiati, la rimielinizzazione degli assoni e guidare la loro crescita per creare connessioni funzionali. I fattori neurotrofici si comportano come vitamine per i neuroni aiutandoli a crescere, e possono anche essere utili affinché le cellule staminali formino nuovi neuroni.  In un recente studio le cellule di Schwann sono state iniettate in uno scaffold polimerico e poste nel midollo spinale di ratti mielolesi, poi sono state introdotte le neurotrofine e tre mesi dopo l’iniezione il gruppo di ricerca ha trovato circa 5000 fibre nervose cresciute per tutta la lunghezza degli scaffold polimerici.

Si ringrazia Barbara Bucci per la traduzione.

The Journey to a Cure Video Series: Restoration

The Journey to a Cure Video Series has been created by the Canadian/American Spinal Research Organizations (CSRO/ASRO). In this video, their Director of Research, Anita Kaiser discusses therapies aimed at Restoration, including the use of Chondroitinase ABC and Intracellular Sigma Peptide. Our Italian followers can find the translation of the text below the video. 

I nostri follower italiani possono trovare la traduzione dei contenuti scorrendo sotto il video.

Riteniamo sia molto difficile spiegare cosa sia una lesione spinale e comprendere cosa si stia facendo per arrivare ad una cura per la paralisi. Abbiamo pensato che la serie di video “In viaggio verso una cura” creata dalla Canadian/American Spinal Research Organizations (CSRO/ASRO) potesse essere d’aiuto. In questo video, Anita Kaiser Direttore Scientifico della CSRO/ASRO ci parla di possibili terapie utili a ripristinare la crescita degli assoni delle fibre nervose danneggiate quali l’utilizzo dell’enzima Condroitinasi ABC e del Peptide sigma intracellulare (ISP).

RIPRISTINO

Con il termine “ripristino” in questo contesto ci si riferisce a tutte quelle terapie che hanno lo scopo di riattivare la crescita delle fibre nervose affinché possano oltrepassare la zona della lesione per ristabilire funzioni neurologiche dopo una lesione midollare. Nel video precedente abbiamo visto che la cicatrice gliale impedisce agli assoni di superare la zona della lesione. Senza terapie che mirano a ripristinare un ambiente favorevole alla crescita assonale oltre l’area lesionata, la rigenerazione degli assoni e le terapie di sostituzione cellulare non avrebbero successo.  Fortunatamente l’enzima Condroitinasi ABC e il Peptide sigma intracellulare (ISP), minimizzano gli effetti della cicatrice gliale.

Abbiamo visto che la cicatrice gliale si forma durante la fase secondaria di una lesione spinale. Gli astrociti non sono le uniche cellule che la costituiscono, ci sono anche delle molecole chiamate Condroitin-solfato-proteoglicani che circondano la lesione e impediscono ai nervi di oltrepassare quel punto. Questi proteoglicani contengono catene di zucchero ramificate dal loro nucleo proteico.

Dopo decenni di ricerche, gli scienziati hanno scoperto un enzima in grado di liberare le catene zuccherine dal nucleo proteico. Quando le cicatrici gliali vengono trattate con questo enzima, gli assoni sono in grado di crescere oltre l’area della lesione; l’enzima è il Condroitinasi ABC e si sta dimostrando molto promettente.

Le ricerche di laboratorio hanno rilevato che il trattamento con il Condroitinasi ABC ha portato alla rigenerazione degli assoni e al miglioramento della funzione motoria. Usata in combinazione con cellule in grado di rigenerare il midollo, come le cellule di Schwann e le cellule olfattive, il Condroitinasi ABC fornisce un maggiore recupero delle funzioni. Questo ci fa supporre che una cura per le lesioni del midollo spinale sarà probabilmente il risultato di una combinazione di terapie.

Sebbene ci sia stata una vasta ricerca di laboratorio sul Condroitinasi ABC, non si è ancora riusciti ad arrivare agli studi clinici sull’uomo; le difficoltà consistono nel rilascio dell’enzima in modo che possa raggiungere il midollo spinale. Nonostante queste complicazioni, è in corso una ricerca per portare il Condroitinasi ABC agli studi clinici creando un virus che funga da veicolo per rilasciare nelle cellule un gene grazie al quale saranno poi in grado di produrre il Condroitinasi ABC.

La cicatrice gliale è un muro attorno alla lesione che intrappola gli assoni. Le punte degli assoni hanno un recettore che viene agganciato dalle molecole di proteoglicani all’interno della cicatrice gliale, come un effetto velcro. In pratica, si crea una connessione come in una sinapsi e gli assoni la riconoscono come tale, perciò si comportano come se stessero svolgendo il loro compito abituale, cioè trasmettere segnali anche se si trovano nel posto sbagliato.

Un peptide, cioè un frammento di una proteina, chiamato Peptide sigma intracellulare (ISP), blocca questo recettore sull’assone permettendogli di scorrere oltre la cicatrice gliale. Questo esperimento è stato fatto in laboratorio, ma ciò che avviene in laboratorio non sempre si riesce a replicare negli animali o nell’uomo con gli stessi risultati. Tuttavia, quando l’ISP è stato iniettato nei topi con una lesione spinale toracica, gli assoni sono cresciuti oltre la cicatrice gliale. Quando ciò avviene, si ottiene un recupero di funzioni, ma anche molta variabilità (a volte si ha un recupero notevole, altre volte il recupero è limitato); questa differenza probabilmente è dovuta allo sprouting* (crescita di assoni o dendriti da un assone danneggiato o anche intatto, verso aree denervate a causa del danno ad altri neuroni), un processo che si verifica naturalmente al di sotto della lesione. L’ISP consente agli assoni che si trovano al di sopra della lesione di scivolare oltre la cicatrice e creare connessioni con gli assoni appena “germogliati”. Alcuni topi potrebbero non aver avuto così tanto sprouting, quindi l’ISP non li ha aiutati, mentre in altri questo fenomeno si sarebbe verificato maggiormente e quindi hanno recuperato una quantità significativa di funzioni.

Come il Condroitinasi ABC, l’ISP può essere somministrato anche a chi ha una lesione spinale cronica e anche in questo caso potrebbe dimostrarsi efficace. Devono ancora essere apportati alcuni miglioramenti con il dosaggio e il controllo dello sprouting, prima di arrivare agli studi sull’uomo. Tuttavia questi primi esperimenti di laboratorio suggeriscono che il peptide sigma intracellulare raggiunge il midollo spinale e ha un effetto positivo.  

The Journey to a Cure Video Series: Biology of the Spinal Cord – Part 2

The Journey to a Cure Video Series has been created by the Canadian/American Spinal Research Organizations (CSRO/ASRO).

Here is the second animated video. In this continuation of the biology of the spine we examine the formation of the glial scar, and the impact of a spinal cord injury on the human body. Shortly we’ll post more videos of the series. Our Italian followers can find the translation of the text below the video.

I nostri follower italiani possono trovare la traduzione dei contenuti scorrendo sotto il video.

Riteniamo sia molto difficile spiegare cosa sia una lesione spinale e comprendere cosa si stia facendo per arrivare ad una cura per la paralisi. Abbiamo pensato che la serie di video “In viaggio verso una cura” creata dalla Canadian/American Spinal Research Organizations (CSRO / ASRO)  potesse essere d’aiuto.

Ecco il secondo video sulla biologia della colonna vertebrale. In questo video si parla di specifici tipi di cellule, delle loro funzioni e di come vengano studiate dall’attuale ricerca. Nei prossimi giorni condivideremo altri video appartenenti alla serie.

Le cellule gliali

Ci sono tre principali tipi di cellule gliali: astrociti, oligodendrociti e microglia. Gli astrociti sono cellule a forma di stella che hanno diverse propaggini ramificate. In condizioni normali, queste cellule occupano un vasto spazio nel sistema nervoso centrale e forniscono un supporto strutturale ai neuroni. Sono essenzialmente l’impalcatura del sistema nervoso centrale e mantengono i neuroni al loro posto. Gli oligodendrociti sono cellule con appendici specializzate che si ramificano da ogni corpo cellulare ed hanno la capacità di mielinizzare i neuroni. Queste appendici si aggrappano agli assoni e li rivestono di mielina, permettendo così che la comunicazione passi correttamente attraverso gli assoni. Gli oligodendrociti condividono similarità con i loro cugini, le cellule di Schwann, cellule che si trovano nel sistema nervoso periferico e che producono mielina per i neuroni. La cosa interessante è che le cellule di Schwann hanno la capacità di rigenerarsi e in più guidano la rigenerazione degli assoni creando una via alla loro ricrescita con l’aiuto della mielina. Per questo sono considerate la chiave per la ricerca mirata alla rigenerazione degli assoni danneggiati in seguito a una lesione spinale. La microglia è composta da piccoli macrofagi a forma di stella che si trovano all’interno del sistema nervoso centrale. La loro funzione è di ripulire dalle scorie cellulari. Vanno alla ricerca di cellule danneggiate e altri pericolosi invasori per divorarli ed eliminarli.

Cosa succede dopo una lesione spinale?

La lesione spinale si può dividere in tre fasi: acuta, secondaria e cronica.

  • Fase acuta (nelle prime ore dopo la lesione);
  • Fase secondaria (che dura da minuti a settimane dopo la lesione);
  • Fase cronica (da mesi ad anni dopo la lesione)

La biologia di queste fasi gioca un ruolo importante nel determinare gli esiti funzionali. Inizialmente dopo la lesione, c’è subito un danno cellulare in cui alcuni nervi e cellule di supporto, come le cellule gliali, vengono anch’essi danneggiati o muoiono. Il meccanismo che provoca questo danno fisico segna la fase acuta e da subito i neuroni non mandano più segnali al di sotto della lesione, un processo conosciuto come shock spinale. In seguito inizia la fase secondaria, la più influente sul recupero funzionale. Il trauma iniziale al midollo spinale causa una reazione a catena di infiammazione e il rilascio di  sostanze chimiche dalle cellule danneggiate che uccidono o demielinizzano i neuroni sani e le cellule di supporto nell’area. Durante questa fase la microglia si attiva e forma i macrofagi; questi sono tipi di cellule che provocano infiammazione, una risposta normale alle infezioni e alle lesioni. Inoltre, durante questa fase, avviene la formazione della cicatrice gliale: gli astrociti si moltiplicano e si dispongono circondando la parte lesionata per proteggere il tessuto circostante. Questa barriera di astrociti, protegge sì i tessuti non compromessi dalla lesione, ma allo stesso tempo inibisce la rigenerazione delle cellule nervose. Gli astrociti e i macrofagi (che intervengono anch’essi nella formazione della cicatrice gliale) producono una molecola, il condroitin solfato proteoglicano (CSPG), che circonda la zona lesionata e inibisce la rigenerazione delle cellule nervose. Dove il tessuto viene danneggiato e le cellule (all’interno della cicatrice) si disintegrano, si forma una cisti liquida contenente molecole inibitorie che creano un ambiente che inibisce la rigenerazione nervosa. In sostanza, la cisti crea un’interruzione fisica e un ambiente ostile che blocca la ricrescita degli assoni, mentre la cicatrice gliale agisce come una barriera che contiene sostanze che impediscono la rigenerazione nervosa. Come vedremo in seguito, un’area della ricerca si occupa di dissolvere la cicatrice gliale e permettere così la ricrescita dei neuroni. Dopo alcuni mesi dal trauma la fase secondaria si arresta e inizia quella cronica dove la risposta infiammatoria e il danno neuronale si stabilizzano.  La fase cronica principalmente dà origine alla rigenerazione naturale di alcuni nervi, ma porta anche a complicazioni come la spasticità e il dolore neuropatico.

Attualmente, la ricerca sulle lesioni spinali è focalizzata su cinque principi chiave per riparare il midollo.

– neuroprotezione (proteggere le cellule sopravvissute da ulteriori danni)

– ripristino (dissolvere la cicatrice gliale)

– trapianto cellulare (sostituire le cellule perse e danneggiate)

– rigenerazione (stimolare la ricrescita degli assoni)

– riprogrammazione (usare i circuiti intatti per recuperare le funzionalità)

Gli sviluppi in ognuna di queste aree segnerà un passo significativo verso la cura della paralisi.

The Journey to a Cure Video Series: Biology of the Spinal Cord – Part 1

The Journey to a Cure Video Series has been created by the Canadian/American Spinal Research Organizations (CSRO/ASRO)  
Here is the first animated video about the biology of the spine describing the Central Nervous System, the Peripheral Nervous System and their functions. Shortly we’ll post more videos of the series. Our Italian followers can find the translation of the text below.

I nostri follower italiani possono trovare la traduzione dei contenuti scorrendo sotto il video.

Riteniamo sia molto difficile spiegare cosa sia una lesione spinale e comprendere cosa si stia facendo per arrivare ad una cura per la paralisi. Abbiamo pensato che la serie di video “In viaggio verso una cura” creata dalla Canadian / American Spinal Research Organizations (CSRO / ASRO)  potesse essere d’aiuto.

Ecco il primo video sulla biologia della colonna vertebrale che descrive il Sistema Nervoso Centrale, il Sistema Nervoso Periferico e le loro funzioni. Nei prossimi giorni condivideremo altri video appartenenti alla serie.

La Biologia del midollo spinale – Parte 1

Il cervello e il midollo spinale costituiscono il sistema nervoso centrale (SNC) che si ramifica nel sistema nervoso periferico (SNP) estendendosi verso le braccia e le gambe. I nervi fuoriescono dalle vertebre per connettersi e comunicare con muscoli e organi; il sistema nervoso periferico fa da ponte nella comunicazione tra il sistema nervoso centrale (cervello e midollo spinale) e gli arti. Se dal cervello parte un segnale per muovere un braccio, esso passerà attraverso il midollo e il sistema nervoso periferico, quindi arriverà ai muscoli e il nostro braccio si muoverà. Viceversa, le informazioni possono andare dagli organi verso il cervello per comunicare quando si ha fame, quando avvertiamo un dolore o quando abbiamo bisogno di urinare.

Il midollo spinale è protetto da 33 vertebre e racchiuso in una membrana a tre strati. Le vertebre si dividono in 4 settori: cervicale, toracico, lombare e sacrale-coccigea.  La zona lombare ospita una fitta rete di connessioni nota come “Central Pattern Generator”. Questa zona è responsabile di movimenti ritmici che eseguiamo automaticamente, come ad esempio camminare. Ci sono due principali tipi di cellule nel midollo spinale: i neuroni e le cellule gliali.

I neuroni sono cellule nervose e sono responsabili della trasmissione di informazioni tra il cervello e il corpo. Si suddividono principalmente in tre tipi: neuroni motori, sensoriali e interneuroni. I neuroni sensoriali mandano informazioni verso il sistema nervoso centrale che riguardano sensazioni e stimoli; questi neuroni di solito trasmettono i messaggi anche agli interneuroni che sono molto corti e trasmettono in certi casi le informazioni in arrivo ai neuroni motori i quali poi le trasmettono ai muscoli per muoversi. La struttura di un neurone somiglia a un filo elettrico con un’estremità pronta a ricevere i messaggi attraverso una lunga corda per trasmettere il segnale all’estremità opposta dove inoltra l’informazione al neurone seguente. L’estremità del neurone che riceve il segnale si chiama dendrite e somiglia a un albero con tanti rami. La corda si chiama assone e può essere molto corta o arrivare a 90 cm ed è rivestita da una sostanza isolante detta guaina mielinica.

In che modo i neuroni si inviano i segnali?

L’estremità di un assone è collegato alle punte dei dendriti di un altro neurone. Un segnale elettrico, detto impulso nervoso, viene inoltrato lungo un assone attraverso piccoli spazi nella guaina mielinica, la quale riduce la distanza che il segnale percorre spezzando l’assone in piccoli segmenti piuttosto che scorrere per tutta la lunghezza dell’assone. Ciò rende la mielina essenziale per una trasmissione veloce del segnale. Il messaggio da un assone viene trasferito all’estremità del dendrite di un altro neurone attraverso un minuscolo spazio chiamato sinapsi. I neuroni non vengono mai a contatto fra di loro, inoltre il neurone presinaptico (quello che manda il segnale) rilascia dei neurotrasmettitori al neurone postsinaptico (quello che riceve il segnale). I neurotrasmettitori si legano ai recettori sul neurone post sinaptico che infine apre dei cancelli specializzati e permette agli impulsi nervosi di essere trasmessi. È importante conoscere la biologia del midollo spinale e delle sue cellule per puntare a nuove terapie di cui si parlerà nel prossimo video.

Tradotto da Barbara Bucci