Le Cellule Staminali - Farmamente

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Le Cellule Staminali


La  scoperta e l'impiego delle cellule staminali offre alla medicina moderna e futura l'opportunità di intervenire nella cura di molteplici malattie con un'efficacia finora impensabile. Allo stato attuale, fatta eccezione per i vaccini, gli antivirali e gli antibiotici, la maggior  parte dei farmaci sono "sintomatici", ovvero agiscono alleviando un particolare sintomo o disturbo di una patologia, ma non sono "eziologici" poichè non eliminano in maniera irreversibile la causa della patologia stessa.
Le staminali offrono questa opportunità potendo rigenerare i tessuti malati sostituendoli con cellule sane e funzionanti.

Per  comprendere l'argomento di questo articolo è necessario fare una piccola premessa di alcune nozioni base di biologia, essenziali per inquadrare l'ambito in cui ci si muove.

Le cellule staminali sono cellule NON SPECIALIZZATE di un organismo,   dotate di elevate capacità PROLIFERATIVE e della singolare proprietà di   DIFFERENZIARSI assumendo le caratteristiche delle diverse tipologie di   tessuto.

Ogni cellula del nostro organismo, come il nostro intero corpo, ha un proprio ciclo vitale: nasce, vive e muore.
Senza  un sistema che rigeneri le unità cellulari morte o danneggiate non  sarebbe possibile la vita stessa. Questo meccanismo si chiama MITOSI e  consente, attraverso un processo di divisione cellulare, di generare 2  cellule figlie a partire da 1 progenitrice comune:



Per garantire il continuo ricambio cellulare ogni essere vivente necessita di staminali. Queste unità biologiche sono l'origine di tutti i diversi tipi di cellule specializzate costituenti l'organismo stesso. Esse sono entità "primitive" non specifiche (non differenziate) che possiedono la potenzialità di trasformarsi (differenziarsi) in tutte le 200 specie cellulari che ci costituiscono: neuroni, cellule cutanee, muscolari, ossee ecc...

Come si vede dalla figura le staminali hanno la facoltà di autorinnovarsi  infatti la mitosi di una di esse genera una cellula tessutale specifica  (differenziata) e una nuova staminale di "rimpiazzo". In tal modo  diventano un serbatoio inesauribile a cui attingere per la rigenerazione  dei tessuti.
La  proprietà delle staminali di specializzarsi e diventare cellule di organi specifici con funzioni particolari è detta "POTENZA" in quanto esprime il concetto di "potenzialità" che esse hanno nel trasformarsi in entità cellulari diverse da loro.
 
E qui arriviamo ad un punto chiave del discorso: LE STAMINALI NON HANNO TUTTE LA STESSA "POTENZA" GENERATRICE; questa dipende infatti dallo stadio di sviluppo della staminale stessa.

Mi  spiego meglio: il processo di differenziazione che porta alla trasformazione di una staminale in una cellula tessutale specializzata è progressivo, non avviene in un singolo step bensì per gradi successivi attraverso passaggi multipli:



Questo  processo di differenziazione graduale, che parte da uno stato di "minore maturità" ed arriva progressivamente ad uno di maggiore specializzazione, si realizza sia a livello dei tessuti dell'adulto (staminali dell'adulto)  sia a carico dell'embrione a partire dal momento del concepimento in poi (staminali embrionali).

Considerando  il caso di un' ovocellula appena fecondata, nelle ore seguenti la  fecondazione assistiamo a successive rapide divisioni cellulari  (formazione dello "zigote"):



finchè  lo zigote non supera la dimensione delle 8 cellule ( dopo 2-3 giorni  dalla fecondazione) le unità che lo compongono sono da considerarsi  staminali "TOTIPOTENTI", ovvero cellule col massimo assoluto della  potenzialità di specializzazione, in grado (anche se isolate) di  generare un intero organismo ex novo ( è il caso dei gemelli monozigoti  derivanti dalla stessa cellula uovo: alla prima divisione dello zigote  le due cellule figlie si separano l’una dall’altra e continuano lo sviluppo indipendentemente l'una dall'altra, originando ciascuna un individuo completo e indipendente).
 
Col progredire del concepimento ad ogni step la staminale perde un pò della sua "potenza" iniziale passando dalla condizione di TOTIPOTENZA a condizioni intermedie dette PLURIPOTENZA e MULTIPOTENZA in cui la staminale può generare, rispettivamente,tutti o solo in alcuni tipi cellulari. Il livello minimo è detto UNIPOTENZA ed è la condizione per cui la staminale può trasformarsi in una sola specie cellulare differenziata.

Riassumo il tutto nell'immagine seguente (che invito ad ingrandire per una   migliore lettura) usando come criterio la riduzione di potenza  a cui vanno incontro le staminali col procedere della maturazione dell'   organismo :



In base a quanto esposto si deduce che LE  CELLULE STAMINALI EMBRIONALI (pluripotenti) SONO MIGLIORI DI QUELLE ESTRATTE DAL CORDONE OMBELICALE O DALL'UOMO ADULTO (multipotenti)  avendo la facoltà di poter generare un maggior numero di generi  cellulari specializzati e potendo, per questo motivo, essere impiegate  nella cura di un più elevato numero di patologie.

IMPIEGO DELLE STAMINALI

Le staminali  EMBRIONALI  sono considerate una risorsa preziosa per la medicina perché possono  essere usate per riparare tessuti e organi danneggiati, oppure per  guarire gravi malattie finora incurabili come il diabete, l’infarto, la sclerosi multipla, la sclerosi laterale amiotrofica, la distrofia muscolare. Inoltre le cellule staminali embrionali potrebbero essere usate su persone invalide con danni alla spina dorsale o soggetti che hanno perso la vista o l’udito. In teoria potrebbero essere impiegate persino per produrre in vitro interi organi "di ricambio"  nel caso gli omologhi "originali" non funzionassero più per molteplici  ragioni: danno meccanico (es: incidenti stradali, sul lavoro....), danno  metabolico (cirrosi epatica, epatiti, pancreatiti, morbo di Crohn  ....).

Le staminali dell'ADULTO,  nonostante siano meno versatili di quelle embrionali, potendo generare  solo pochi tipi di cellule specializzate, presentano diversi vantaggi  che le rendono estremamente preziose:

  • Possono  essere estratte da una persona adulta e reimpiantate nella stessa  persona, evitando problemi di incompatibilità. Ad esempio l’auto-trapianto di cellule del midollo osseo viene comunemente fatto in persone che devono subire una chemioterapia (es: nel caso di una leucemia)  molto aggressiva che danneggerebbe le staminali presenti nel midollo  stesso: vengono prelevate delle staminali dal midollo, quindi viene  effettuata la chemioterapia e infine vengono reimmesse nel circolo  sanguigno in modo che vadano a ripopolare il midollo danneggiato dalla  chemioterapia.

  • Non pongono problemi etici poiché per ottenerle non è necessario distruggere embrioni.

  • Possono  essere impiegate per curare patologie del tessuto stesso a cui  appartengono: le cellule staminali del sangue sono usate per curare leucemie e linfomi, le cellule staminali corneali vengono trapiantate per rimediare a danni della cornea, le cellule staminali della pelle vengono adoperate per curare i grandi ustionati. Le speranze più grandi sono riposte nelle cellule staminali neurali potenzialmente utilizzabili per curare malattie degenerative gravissime del cervello come il Parkinson, l'Alzheimer, gli ictus.

Le staminali del FETO e del CORDONE OMBELICALE  sono cellule multipotenti simili a quelle dell'adulto, cioè sono  parzialmente specializzate e possono generare solo pochi tipi cellulari.  Quelle estratte dal cordone ombelicale del neonato sono staminali del sangue e  trovano impiego, se conservate, nella cura di future malattie del sangue (es. leucemie) contratte dallo stesso soggetto in età matura. Differiscono dalle staminali dell'adulto per la maggiore capacità di moltiplicarsi e di attecchire se trapiantate, essendo derivate da un organismo più giovane. Suscitano anche una reazione di rigetto attenuata essendo più neutre dal punto divista immunitario.
La  limitazione principale nell’uso delle staminali del cordone ombelicale per il trapianto è la loro quantità relativamente scarsa. Questo fa sì  che possano essere impiegate principalmente per trapiantare bambini e non gli adulti.



Anche la PLACENTA (organo che permette lo scambio di nutrienti tra madre e feto) e il LIQUIDO AMNIOTICO (liquido in cui è sospeso il feto durante la gravidanza)



rappresentano  fonti di cellule staminali molto promettenti per un futuro uso clinico  poiché sono relativamente facili da isolare e non pongono i problemi  etici delle cellule staminali embrionali.

Per ultime, ma certamente non per importanza, vanno segnalate le CELLULE STAMINALI PLURIPOTENTI INDOTTE , identificate con l'acronimo "iPS" ( induced Pluripotent Stem cells). Queste cellule sono appunto delle staminali PLURIPOTENTI con le stesse applicazioni di quelle embrionali, con l'unica sostanziale differenza che non derivano da embrioni umani ma sono create in laboratorio attraverso un processo di "riprogrammazione"  e "retrogressione" di staminali dell'adulto, quali quelle della pelle o del sangue.
Questa  tecnica rappresenta un passo cruciale verso l'utilizzo diffuso delle  staminali in medicina poichè consente di attingere a riserve cellulari inesauribili aggirando gli ostacoli etici  connessi allo sfruttamento degli embrioni fetali umani. Inoltre  rappresentano una risorsa molto promettente per la medicina, poiché  consentono di ottenere da una persona adulta una sorgente di cellule  staminali “similembrionali” che potrebbero essere usate per curare la  persona stessa senza rischi di rigetto.

LIMITI ALL'IMPIEGO

Cosa ha limitato finora l'impiego diffuso delle staminali in medicina?

Gli ostacoli principali al loro utilizzo su ampia scala sono due:

  1. le difficoltà tecniche  da affrontare per indurre una staminale a traformarsi con succeso in  una cellula specializzata (solo centri di ricerca specializzati ci  riescono con successo attraverso costosi procedimenti).
  2. limitare in laboratorio la proprietà autorigenerante delle staminali evitando che si trasformino di fatto in cellule tumorali che si moltiplicano senza controllo.

Le  grandi prospettive offerte dall' uso delle staminali in medicina sta catalizzato gli sforzi scientifici di molti laboratori di ricerca. Negli  ultimi anni molti ostacoli iniziali sono stati superati e  grandi  speranze si aprono per l'uomo nella cura di gravi malattie.

Grazie per la lettura

Stefano












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