L’analisi molecolare a livello di singola cellula ha permesso di delineare una nuova immagine del differenziamento ematopoietico, rivelando un modello a flusso cellulare dinamico, basato su diversi stati di transizione, piuttosto che un modello statico di differenziazione. Pertanto, l'organizzazione delle sottopopolazioni ematopoietiche è stata ridefinita nel midollo osseo normale (MO) ma rimane ancora poco esplorata nelle malattie che colpiscono la progenie delle cellule staminali ematopoietiche (CSE). Come paradigma di una condizione di stress naturale, ci concentreremo sulla ß-talassemia (Bthal) dove abbiamo già dimostrato un difetto delle CSE causato da una nicchia midollare difettosa. La terapia genica (TG) di Bthal basata sul trapianto di CSE trasdotte con il vettore lentivirale (VL) GLOBE ha portato all'indipendenza dalla trasfusione nei pazienti più giovani con una correlazione positiva tra la proporzione di CSE corrette e ripopolanti in vivo e il grado di correzione dell'anemia. Tuttavia, la correzione dell'eritropoiesi inefficace, che è associata a complicanze cliniche, non è stata completamente raggiunta. La variabilità in termini di trasduzione delle CSE e ricostituzione in vivo risulta limitante per il risultato clinico e lo stato del microambiente midollare sia influenza la qualità delle CSE raccolte dai pazienti, che supporta la sua capacità di attecchimento e ricostituzione una volta trapiantate. Pertanto, la comprensione della gerarchia ematopoietica e delle interazioni reciproche tra la componente cellulare della nicchia e le CSE nelle malattie non maligne, offre nuove strade per migliorare la TG e sviluppare approcci di trapianto combinati. In questo progetto mireremo a: 1) identificare i fattori molecolari e cellulari che regolano l'emopoiesi nelle malattie eritropoietiche, fornendo preziosi indizi per progettare approcci terapeutici che combinino la correzione genetica con il ripristino della maturazione eritroide, consentendo una completa correzione delle stigmate patofisiologiche della malattia; 2) definire gli elementi chiave (cellulari e molecolari) dell'alterata regolazione della nicchia delle CSE in Bthal e in altre anemie, per lo sviluppo di strategie per il ripristino della normale omeostasi del MO; 3) migliorare l'esito della TG sfruttando strategie combinate basate su nuove conoscenze della biologia della nicchia midollare delle CSE.