Cellule staminali

1. Cellule staminali Si dicono staminali alcune cellule in grado di auto rinnovarsi , rimanendo indifferenziate ma dando origine a una progenie di cellule specializzate.

2. L’autorinnovamento, il differenziamento e la divisione cellulare • L’autorinnovamento è una divisione cellulare che consiste in una duplicazione del DNA di una cellula seguita dalla scissione in due cellule figlie. • Il differenziamento è una trasformazione che porta una cellula giovane ad acquisire caratteristiche strutturali , molecolari e funzionali specifiche facendole rientrare in uno dei tipi cellulari specializzati che compongono i tessuti. • Le divisioni possono essere simmetriche o asimmetriche. Le divisioni simmetriche hanno come risultato cellule identiche. Le divisioni asimmetriche producono una cellula destinata a differenziare e una cellula identica alla madre.

3. I tipi di cellule staminali • Le cellule staminali possono essere distinte in base alla loro potenzialità. Questa indica che cosa può fare una cellula in riferimento al tipo di progenie che può generare. Ci sono due tipi di cellule: quelle pluripotenti e quelle multi potenti (fetali e adulte). • Le cellule staminali fetali sono contenute nei blastocisti e sono in grado di dare origine a tutti i tessuti dell’organismo, tranne la placenta. • Le cellule staminali adulte si trovano in vari organi in sedi ben definite dove formano i compartimenti staminali, da cui garantiscono il rinnovamento di alcuni elementi cellulari.

4. Le nicchie staminali • Le nicchie staminali rappresentano il micro ambiente in cui si trovano le cellule staminali dei vari organi, in grado di regolare il comportamento e il destino. • In generale l’ambiente all’interno della nicchia staminale ricrea alcune condizioni esistenti nell’embrione .Tali condizioni non sono identiche a quelle embrionali. Esistono comunque caratteri comuni . Nella nicchia, i rapporti cellulari, sia nel senso di contatti fisici che di interazioni molecolari, sono fondamentali nel regolare l’attività delle cellule staminali. Quando le cellule figlie escono dalla nicchia, in genere per migrazione, si trovano in un ambiente diverso e possono cominciare a differenziare.

5. Storia delle cellule staminali • Le prime cellule staminali sono state descritte negli anni 50. • Negli anni 80-90 viene studiato il rinnovamento dell’epitelio intestinale ad opera di cellule staminali localizzate nelle cripte e le cellule staminali neurali estratte dal cervello del topo adulto sono coltivate in vitro sotto forma di neuro sfere. • Negli ultimi anni 20, gli studi sulle staminali si sono moltiplicati e divisi in diverse discipline • L’agosto 2006 Shinya Yamanakariesce a riprogrammare cellule adulte, facendole regredire indietro nel tempo fino allo stadio di cellule pluripotenti simili alle ES. • Nel febbraio del 2010 Marius Wernige colleghi hanno pubblicato un lavoro in cui si ottiene la riprogrammazione diretta che prevede la conversione diretta di una tipologia cellulare and un’altra mediante l’introduzione di geni specifici. • Bill Clinton firma una legge che rende illegali fondi federali per la ricerca su cellule staminali ottenute con la distruzione dell’embrione. • HwangWoo-Suk asserisce di avere creato una serie di cellule staminali embrionali umane da ovociti umani non fertilizzati. Cosa non vera. • George Bush firma il veto della legge che permette l’uso di fondi federali per la ricerca su cellule staminali . • Barack Obama ha rimosso i limiti di finanziamento pubblico alla ricerca sulle cellule staminali embrionali.

6. Risultati scientifici in applicazioni cliniche • In seguito a lesioni, la nostra cute è in grado di ricostruire uno strato corneo , a partire da diversi tipi di cellule staminali specializzate. Esistono casi in cui la gravità delle lesioni impedisce un adeguato riparo della cute. In questi casi, è possibile effettuare dei trapianti di pelle autologa. Il nuovo tessuto cutaneo viene generato in vitro. Tuttavia, i costi elevati e la necessità di diversi mesi per ricostruire lembi di pelle estesi , ne limitano la diffusione in clinica. La pelle rigenerata in laboratorio non è ottimale in quanto priva di ghiandole sudorifere e di bulbi piliferi, provocando anomalie nella termoregolazione e nella fisiologia di questo tessuto. Sono in fase di sviluppo metodologie più efficaci per ottenere in vitro pelle. Un altro epitelio che è possibile rigenerare in vitro è costituito dall’epitelio corneale. Nei casi in cui l'occhio viene lesionato nell'epitelio corneale, è possibile effettuare dei trapianti di staminali della cornea. • Il muscolo scheletrico contiene le “cellule satellite” che sono in grado di provvedere al riparo fisiologico mediante l’aggiunta di nuove fibre muscolari. In alcune patologie, il muscolo scheletrico va incontro a una progressiva degenerazione perdendo ogni capacità rigenerativa. Per il trattamento di queste patologie sono stati vagliati, approcci basati sul trapianto di diverse tipologie di cellule staminali con attività miogenica.

7. Malattie degenerative del sistema nervoso • Quando si parla di malattie degenerative del sistema nervoso si fa riferimento ad un’eterogenea famiglia di malattie per lo più prive di trattamento farmacologico. Nonostante moltissime pressanti aspettative, la realtà è tuttavia ben lontana dal garantire un utilizzo clinico efficace e sicuro delle cellule staminali per la cura delle malattie del cervello. Anche nel caso delle malattie del sistema nervoso è probabile che le cellule trapiantate possano dare un beneficio per un effetto di rilascio di fattori protettivi o di molecole antiinfiammatorie. • Ad oggi son pochi i risultati nell’animale che ipotizzano una utilità terapeutica delle cellule staminali per il trattamento di malattie del cervello, attualmente in fase di realizzazione nel mondo sono limitati a meno di una decina di studi in fase.

8. Altri aspetti delle cellule staminali • Le cellule staminali rappresentano un modello di studio in molti altri campi. Esse, hanno permesso di esplorare molti aspetti della biologia dello sviluppo, dalle prime fasi embrionali fino agli stadi in cui avviene la formazione dei tessuti e degli organi. Gli obiettivi della ricerca sulle cellule staminali, si estendono anche ad altri ambiti quali la tossicologia e lo studio di farmaci, oltre alla possibilità di utilizzare queste nuove staminali per studiare in vitro le malattie umane. Le cellule ES e iPS possono anche essere utili per sperimentare nuovi farmaci.

9. Cellule staminali dal punto di vista legislativo • Uno dei primi dibattiti nasce nel 1998 quando si viene a sapere che le cellule staminali vengono prelevate dai blastocisti che per alcuni sono considerati persone, per altri delle strutture più piccole di un millimetro formate da poche centinaia di cellule. • In alcune nazioni si ha una legislazione molto permissiva che permette, ma sempre sotto stretto il controllo di derivare linee di cellule ES umane da blastocisti . In altri stati, le possibilità di derivazione ed utilizzo delle cellule embrionali staminali umane è invece più limitata. • Con le cellule staminali prelevate da individui adulti il donatore è in grado di dare direttamente il proprio consenso al prelievo dei tessuti. • Con le cellule staminali prelevate da “tessuti di scarto” cioè del cordone ombelicale i genitori devono fornire il proprio consenso alla donazione. • Con le cellule staminali prelevate da feti abortivi la madre al momento della procedura abortiva nei termini previsti dalla normativa vigente può decidere di dare il consenso alla donazione del materiale abortivo per l’utilizzo in ambiti di ricerca

10. Il «turismo delle staminali» • Accanto alle prospettive della medicina rigenerativa si è sviluppata una “corsa al trapianto” che ha portato numerosi enti e industrie ad offrire trapianti di staminali adulte per diverse situazioni e senza alcuna evidenza sperimentale. Si parla in questo caso di “turismo delle staminali”, un business veicolato attraverso siti web e strategie pubblicitarie ingannevoli e dannose.