Un'altra importante scoperta è stata quella che cellule di origine mesodermica, derivate dal midollo osseo di un topo adulto GFP, erano in grado di impiantarsi nel Sistema Nervoso Centrale di un altro topo adulto e di differenziarsi in vivo in cellule dal fenotipo neurale dopo essere state trapiantate per via endovenosa (Brazelton et al., 2000).Il midollo osseo adulto contiene cellule staminali ematopoietiche (HSCs) e cellule midollari stromali (MSCs). La facilità di prelievo, isolamento, coltura e reinfusione, nonché la possibilità di trapianto autologo le rendono facilmente applicabili alla realtà clinica. Le più interessanti da studiare sono le MSCs, che presentano rispetto alle HSCs una maggiore pluripotenzialità: sono infatti chiamate anche "cellule mesenchimali" per la loro capacità di differenziazione in diversi tipi di tessuti mesodermici (osso, cartilagine, grasso, muscolo). Le MSCs sono isolate per la capacità di aderire alla superficie di una piastra da coltura e sono coltivate in siero per intervalli di tempo variabili da studio a studio, così che ogni laboratorio isola, espande e trapianta un assetto di cellule assolutamente specifico (Enzmann et al., 2006). Il loro potenziale terapeutico, dopo deplezione delle HSCs, è virtualmente illimitato, poiché dovrebbero potersi differenziare in neuroni, astrociti, oligodendrociti, cellule di Schwann e microglia. Tuttavia la differenziazione in senso neuronale non è stata confermata. Sono state infatti osservate MSCs in grado di esprimere markers neuronali in vitro e in vivo, ma ulteriori studi hanno dimostrato l'assenza di aspetti morfologici e funzionali tipici dei neuroni (Thuret et al., 2006).Malgrado tutte le precedenti osservazioni, Hofstetter ha pubblicato nel 2002 i risultati di uno studio sul trapianto di MSCs esprimenti il gene della GFP (green fluorescent protein) nel midollo spinale di ratti adulti in prossimità del sito di lesione, una settimana dopo contusione a livello della vertebra T9. A cinque settimane dal trapianto erano evidenti gli effetti benefici, statisticamente significativi, sul recupero funzionale (valutato secondo la BBB locomotor rating scale) rispetto ai controlli. Il dato più interessante è che gli effetti sulla performance motoria erano del tutto indipendenti dalla differenziazione delle cellule trapiantate in neuroni. Le cellule che esprimevano markers neuronali in vivo erano infatti scarse e debolmente marcate, mentre in vitro non mostravano proprietà tipiche dei neuroni maturi; in particolare mancavano della capacità di innescare potenziali d'azione. Erano però osservabili dei fasci, formati dalle fibre di gruppi di cellule trapiantate, che attraversavano il sito di lesione migrando in direzione rostrale e caudale ed erano composti anche da fibre serotoninergiche. Se si tiene presente l'importanza del sistema serotoninergico nei meccanismi di plasticità dopo una lesione del midollo spinale (Bregman et al., 1993), è molto probabile che l'azione in questo senso delle MSCs sia molto più importante ai fini del recupero funzionale rispetto al loro fenotipo differenziativo.Altri studi hanno evidenziato che, sebbene il numero di MSCs trapiantate diminuisca nel tempo dopo il trapianto, la cicatrice gliale degli animali trapiantati risulti di minori dimensioni rispetto ai controlli. Questo potrebbe avvenire per uno stimolo alla sopravvivenza delle cellule endogene, staminali o già differenziate. Le MSCs, inoltre, secernono costitutivamente neurotrofine (BDNF, VEGF, NGF, NT-3, peptide natriuretico cerebrale) o altri fattori, come alcune citochine, che supportano la sopravvivenza degli assoni: per il recupero funzionale l'ambiente deve infatti garantire la sopravvivenza, la crescita e l'elongazione dei neuroni e dei loro assoni. Ciò consentirebbe anche di "Ruolo delle cellule staminali e mesenchimali nella riparazione delle lesioni midollari" Rosita Rupa 9 sopraffare i segnali negativi e bloccare i fattori inibitori della crescita assonale. Data l'origine mesodermica, le MSCs hanno anche mostrato proprietà di matrice extracellulare, producendo un ambiente adeguato per l'attecchimento e la crescita di cellule neurali endogene (Schultz, 2005). Un possibile ruolo terapeutico delle MSCs potrebbe essere quindi quello di impalcatura o veicolo temporaneo per la somministrazione di fattori trofici (Enzmann et al., 2006). Data l'omogeneità dei risultati ottenuti a livello di recupero funzionale e la facile attuabilità, il trapianto di MSCs è stato applicato molto presto alla pratica clinica, ma i dati vanno interpretati con cautela: nel 2004 Reier ha pubblicato i risultati di un trial su piccola scala in cui MSCs autologhe erano infuse per via venosa in nove pazienti umani con lesione del midollo spinale, e in cui un solo individuo è migliorato in modo significativo. Il suo score secondo l'ASIA impairment scale è infatti passato da B (lesione incompleta; residua funzionalità sensitiva; funzionalità motoria non preservata al di sotto del livello di lesione, compreso il segmento sacrale S4-S5) a D (lesione incompleta; funzionalità motoria al di sotto del livello di lesione preservata; almeno la metà dei muscoli-chiave al di sotto del livello mostra una stenia > 3/5). Per i restanti otto pazienti, però, i miglioramenti osservati sembrano ricadere nel range di recupero funzionale spontaneo atteso.