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Cellule staminali: tipologie, caratteristiche e applicazioni
La medicina rigenerativa raggruppa le terapie e le tecnologie che hanno il comune obiettivo di ripristinare la funzione di organi, tessuti e cellule danneggiati da traumi e malattie o consumati dal tempo. La scoperta delle cellule staminali ha contribuito alla più grande innovazione nella ricerca biologica e nella medicina rigenerativa negli ultimi 20 anni. Da allora si è assistito a una veloce progressione della scienza medica, che negli ultimi decenni ha determinato un rapido e imprevedibile avanzamento delle possibilità di diagnosi e terapia. Le speranze riposte nella medicina rigenerativa sono tante, ma è necessaria molta prudenza per tradurre queste speranze in terapie concrete e sicure per i pazienti.

Cosa sono le cellule staminali

Le staminali sono cellule indifferenziate, cioè non ancora specializzate per diventare le componenti di un determinato organo o tessuto. Sono dotate della singolare capacità di trasformarsi, a partire dall’embrione e per tutta la durata della vita, nei diversi tipi cellulari che formano ogni individuo, come neuroni, cellule del sangue, della pelle, cellule muscolari, dell’osso, del fegato e così via. Si tratta quindi di cellule il cui destino non è stato ancora deciso. Sono infatti in grado di generare tutti i tessuti e gli organi del nostro corpo. Il loro ruolo è quello di sostituire le cellule che muoiono o si danneggiano. Per svolgere questo compito, le staminali si devono specializzare con un processo naturale chiamato "differenziazione cellulare".

Caratteristiche delle cellule staminali

Sono due le caratteristiche che distinguono le staminali: l’autorinnovamento, ossia la proprietà per la quale le cellule sono in grado di riprodurre se stesse (per cui c’è sempre una riserva di staminali a disposizione) e il potenziale differenziativo, inteso come la capacità di specializzarsi in tutti i tipi cellulari di cui è costituito l’organismo: infatti una singola cellula staminale è capace di dare origine a una progenie che comprende differenti tipi cellulari.

 

Esistono quattro tipi di staminali:

  • totipotenti, presenti durante i primi giorni di formazione dell’embrione, sono capaci di dare origine a un intero organismo;
  • pluripotenti, in grado di dare origine a tutti i tessuti dell'organismo, si trovano nell'embrione;
  • multipotenti, capaci di trasformarsi in un numero limitato di tessuti, presenti sia nel feto sia nell’organismo adulto;
  • unipotenti, in grado di originare un solo tessuto e presenti nell’adulto.

Cellule Staminali embrionali e adulte

A differenza delle embrionali, le cellule staminali adulte sono multipotenti, perché possono dare origine solo al tessuto nel quale risiedono. Ad esempio, una cellula staminale emopoietica, o del sangue, può dare origine a tutte le cellule contenute nel sangue, ma non ad altre tipologie di cellule; una cellula staminale epidermica può dare origine alle strutture epiteliali della pelle (epidermide, pelo, ghiandola sebacea); la cellula staminale mesenchimale residente nel midollo osseo genera lo scheletro (osso, cartilagine, midollo). Alcune cellule staminali adulte sono talmente specializzate da essere definite unipotenti. Ad esempio, nell’occhio, le staminali corneali danno origine all’epitelio corneale ma non a quello congiuntivale, che contiene una propria popolazione di cellule staminali. Le staminali adulte possono essere prelevate dal sangue o dal midollo di una persona, fatte crescere in laboratorio e poi reimpiantate nell'organismo: possono essere trasferite in un altro individuo (trapianto allogenico) o nella persona stessa da cui sono state prelevate (trapianto autologo), come avviene nelle cure di alcune malattie genetiche.

Le cellule staminali pluripotenti indotte

Il potenziale terapeutico legato alla pluripotenza, unito al problema etico dell’utilizzo di cellule staminali embrionali anche solo per la ricerca, ha spinto gli scienziati a cercare un modo per far regredire le staminali adulte allo stadio embrionale, per ritrovarne tutto il potenziale differenziativo: si è arrivati così alle cellule staminali pluripotenti indotte. Di grande interesse per la comunità scientifica e di enorme rilevanza in ambito biomedico, possiedono la straordinaria capacità di dare origine a qualsiasi cellula del nostro corpo, dai neuroni alle cellule beta pancreatiche, queste ultime, ad esempio, in grado di rilasciare insulina se aumenta la glicemia. Le cellule staminali pluripotenti indotte vengono generate a partire da cellule adulte del nostro corpo (sangue, pelle o biopsie) in un processo chiamato riprogrammazione. Possono essere autologhe, cioè generate dallo stesso paziente. Sono utilizzate nei laboratori di tutto il mondo perché sono esse stesse modello per lo studio delle malattie o fonte cellulare per terapie avanzate di medicina rigenerativa.

Cellule staminali e medicina rigenerativa

Avendo a disposizione le giuste molecole di segnalazione e il giusto ambiente, le staminali si organizzano in tessuti complessi. Questa capacità è importante per sviluppare organi per trapianti e per testare farmaci. Recenti successi sono stati possibili grazie a un forte incremento della ricerca, sia preclinica che clinica.

 

Cellule staminali e medicina rigenerativa

Le terapie staminali rappresentano ormai una realtà significativa in medicina rigenerativa e offrono ai pazienti importanti opportunità di trattamento per malattie invalidanti o senza adeguate terapie. A partire da un tentativo di riparare le lesioni del midollo spinale nel 2010, in molti studi clinici sono state create cellule da staminali e i primi risultati suggeriscono che alcuni approcci stanno funzionando. Attualmente, le staminali rappresentano trattamenti di avanguardia per curare alcune importanti malattie. Tra le cellule staminali più usate ci sono quelle ematopoietiche, cioè quelle che si trovano nel midollo osseo e che sono capaci di dare origine a tutte le cellule del sangue (globuli rossi, bianchi e piastrine). Queste vengono usate principalmente nella cura di alcuni tumori del sangue, come le leucemie e i linfomi. Le cellule della cornea, la membrana più esterna dell'occhio, sono impiegate, invece, per curare alcuni danni della cornea stessa. Normalmente le cellule staminali vengono prelevate dall’occhio sano e trapiantate in pazienti con la cornea danneggiata da malattie, infezioni o traumi. Le cellule staminali della pelle, grazie alla loro capacità di far crescere una nuova pelle su supporti trapiantabili, sono usate per curare le vittime di gravi ustioni. Anche in questo caso, sono sufficienti pochi millimetri di pelle (di solito ricavata dalle ascelle, che più facilmente rimangono protette dal danno) per far crescere la superficie necessaria a ricoprire tutto il corpo. Gli scienziati stanno puntando molto sulla ricerca delle cellule staminali, perché potrebbero rappresentare una valida possibilità per curare anche disturbi neurodegenerativi del sistema nervoso come Alzheimer, Parkinson, sclerosi multipla e lesioni spinali, oppure dell'apparato cardiovascolare come l’ictus. Si tratta di studi in fase iniziale, che richiederanno nel prossimo futuro molto impegno nella ricerca prima di arrivare alla possibilità di offrire ai pazienti terapie a base di staminali.

Fonti

Ultimo aggiornamento:26-03-2020

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