Un nuovo algoritmo potrebbe permettere la trasformazione di una qualsiasi cellula dell'organismo in un'altra, senza dover passare per le fasi intermedie delle cosiddette ‘cellule staminali pluripotenti indotte' o IPS. A beneficiare di un simile risultato vi sarebbe innanzitutto la lotta contro il cancro, grazie alla possibilità di trasformare le cellule malate in cellule sane, ma anche la branca della medicina rigenerativa. Lo ha determinato un team di scienziati americani provenienti da tre prestigiosi atenei, l'Università di Harvard, l'Università del Michigan e l'Università del Maryland, che ha messo a punto un sistema – al momento solo su base teorica e informatica – capace di bypassare le lunghe e costose procedure nella creazione delle cellule staminali IPS.

Le cellule staminali pluripotenti indotte, che sono valse il premio Nobel per la Medicina al medico giapponese Shin'ya Yamanaka nel 2012, sono cellule adulte “riconvertite” dopo un'apposita modifica genetica, che, in parole semplici, le rende molto simili alle staminali embrionali. Ciò rende le IPS capaci di differenziarsi in qualsiasi altra cellula dell'organismo, e da quando sono state sviluppate hanno permesso ai ricercatori di scoprire moltissime informazioni su difetti congeniti, cancro e altre malattie, gettando le basi per terapie all'avanguardia. Ma la procedura per crearle è lenta e costosa. Se si potessero ottenere direttamente le cellule desiderate sarebbe una svolta epocale, ed è proprio ciò che promette il nuovo algoritmo.

L'equipe di bioinformatici coordinati dal professor Indika Rajapaksea è riuscita a ottenere la riprogrammazione cellulare diretta (solo in linea teorica) grazie alla maggior ricchezza di dati oggi disponibili sull'attività del DNA, ma anche a un vecchio studio del 1989. All'epoca i ricercatori del Fred Hutchinson Center of Cancer Research riuscirono a trasformare cellule della pelle in cellule muscolari lavorando su un unico fattore di trascrizione (TF), cioè su una proteina che regola l'espressione genica e determina in che cosa si trasformeranno le cellule.

Senza entrare troppo in dettagli tecnici, Rajapaksea e colleghi invece di puntare su un unico TF o su pochi come avviene per le cellule IPS, hanno inserito nel modello matematico tutti i dati disponibili sui fattori di trascrizione conosciuti, riuscendo a sviluppare un algoritmo che ‘suggerisce' quale TF modificare e in quale esatto momento per ottenere la trasformazione desiderata. In parole semplici, con questo sistema gli scienziati riuscirebbero a manipolare una cellula e a trasformarla direttamente in un'altra.

L'algoritmo riesce già a prevedere con successo tutte le trasformazioni già note agli scienziati, dunque, una volta spostato sul piano pratico, potrebbe rappresentare una vera e propria svolta in medicina. Per esempio, con questo procedimento si potrebbero trasformare le cellule del cancro in cellule innocue, oppure ottenere cellule sane da utilizzare nella medicina rigenerativa. I dettagli sulla ricerca sono stati pubblicati su PNAS.