Craniosinostoza este o malformaţie congenitală care reprezintă fuziunea prematură a părţii superioare a craniului, determinând o formă anormală a capului. Este o afecţiune rară ce apare la sugari atunci când una sau mai multe suturi craniene se închid prematur, înainte ca dezvoltarea creierului să fie completă. Afecţiunea se formează încă din viaţa intrauterină şi este sesizată cel mai frecvent la naştere, capul nou-născutului având o formă anormală care poate varia de la o formă uşoară la una severă şi poate produce diverse complicaţii pe termen lung.
Tratamentul implică intervenţia chirurgicală pentru a corecta forma capului şi a permite creşterea normală a creierului. În cazurile complexe, sunt necesare mai multe intervenţii chirurgicale. Diagnosticul prompt şi operaţia precoce, în primul an de viaţă, sunt esenţiale.
Cercetătorii de la Weill Cornell Medicine, din Statele Unite, au descoperit într-un studiu preclinic recent, că craniosinostoza este cauzată de un exces anormal al unui tip de celule stem care formează oase, necunoscute până acum.
În cadrul studiului, publicat miercuri, în revista Nature, cercetătorii au examinat în detaliu ce se întâmplă în craniul şoarecilor cu una dintre cele mai frecvente mutaţii întâlnite în craniosinostoza umană.
Ei au descoperit că mutaţia determină fuziunea prematură a craniului prin inducerea proliferării anormale a unui tip de celule stem producătoare de oase - celulele stem DDR2+ - care nu a mai fost descrisă până în prezent.
„Acum putem începe să ne gândim la tratarea craniosinostozei nu doar prin intervenţie chirurgicală, ci şi prin blocarea acestei activităţi anormale a celulelor stem", a declarat coautorul principal al studiului, dr. Matt Greenblatt, profesor asociat de patologie şi medicină de laborator la Weill Cornell Medicine şi patolog la NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center.
Anterior, într-un studiu publicat tot în revista Nature, în 2018, echipa de la Weill Cornell a descris descoperirea unui tip de celule stem care formează oase pe care l-au numit celule stem CTSK+.
Întrucât acest tip de celule este prezent, la şoareci, în partea superioară a craniului sau „calvarium", ei au suspectat că are un rol în provocarea craniosinostozei.
În noul studiu, oamenii de ştiinţă americani au investigat această posibilitate prin crearea de şoareci la care celulele stem CTSK+ nu au una dintre genele a căror pierdere a funcţiei cauzează craniosinostoza.
Aceştia se aşteptau ca deleţia (ştergerea) genei să inducă cumva aceste celule stem calvariale să treacă la o producţie exagerată de oase.
Acest os nou ar fuziona materialul flexibil şi fibros din craniu, numit suturi care, în mod normal, îi permite acestuia să se extindă la sugari, pentru a permite creşterea şi dezvoltarea normală a creierului.
„Am fost surprinşi să constatăm că, în loc ca mutaţia în celulele stem CTSK+ să ducă la activarea acestora pentru a fuziona plăcile osoase din craniu, aşa cum ne aşteptam, mutaţiile în celulele stem CTSK+ au dus, în schimb, la epuizarea acestor celule stem la nivelul suturilor - şi cu cât epuizarea este mai mare, cu atât fuziunea suturilor este mai completă", a declarat dr. Debnath.
Descoperirea neaşteptată a determinat echipa să formuleze ipoteza că un alt tip de celule stem care formează oase conducea fuziunea anormală a suturilor.
În urma unor experimente suplimentare şi a unei analize detaliate a celulelor prezente la suturile care fuzionează, au identificat vinovatul: celula stem DDR2+, ale cărei celule fiice (progenitoare) produc os folosind un proces diferit de cel utilizat de celulele CTSK+.
Echipa a descoperit că celulele stem CTSK+ suprimă în mod normal producţia de celule stem DDR2+. Însă mutaţia genei craniosinostozei determină moartea celulelor stem CTSK+, permiţând celulelor DDR2+ să prolifereze în mod anormal.
Cercetătorii au găsit versiunile umane ale celulelor stem DDR2+ şi ale celulelor stem CTSK+ în eşantioane de calvarium provenite din operaţii de craniosinostoză - subliniind relevanţa clinică a descoperirii acestora.
Potrivit studiului, descoperirile sugerează că proliferarea necorespunzătoare a celulelor stem DDR2+ în calvarium, la copiii cu mutaţii genetice legate de craniosinostoză, ar putea fi tratată prin suprimarea acestei populaţii de celule stem, prin imitarea metodelor pe care celulele stem CTSK+ le folosesc în mod normal pentru a preveni expansiunea celulelor stem DDR2+.
Cercetătorii au descoperit că celulele stem CTSK+ realizează această suprimare prin secreţia unei proteine factor de creştere numită IGF-1 şi, posibil, a altor proteine reglatoare.
„Am observat că am putut preveni parţial fuziunea calvariană prin injectarea IGF-1 peste calvarium", a declarat primul autor al studiului, dr. Seoyeon Bok, cercetător postdoctoral în laboratorul Greenblatt.
Oamenii de ştiinţă speră că tratamentele medicamentoase care suprimă celulele stem DDR2+ pot fi utilizate împreună cu managementul chirurgical, pentru a limita numărul de operaţii necesare sau pentru a îmbunătăţi rezultatele acestor copii.
Pe lângă cercetările orientate spre tratament, echipa caută acum alte populaţii de celule stem care formează oase în craniu.
„Această lucrare a scos la iveală mult mai multă complexitate în craniu decât ne-am imaginat vreodată şi bănuim că această complexitate nu se termină cu aceste două tipuri de celule stem", a concluzionat dr. Greenblatt.
(Foto articol: O reprezentare conceptuală a modului în care o nouă celulă stem din articulaţiile dintre oasele plate ale craniului determină creşterea şi fuziunea craniului. Credit: Imagine AI generată cu ajutorul Midjourney la 24 mai 2023; furnizată de laboratorul Greenblatt).
