Cellule staminali - Argomenti

Cellule staminali

Si chiamano "staminali" e sono le cellule considerate fondamentali nella ricerca scientifica degli ultimi anni e per quella futura. Si trovano nel midollo osseo e nel sangue e sono estremamente rare nell'individuo formato. In pratica, sono delle cellule ancora "immature" universali, in grado di riprodursi o differenziarsi in globuli rossi, globuli bianchi e piastrine. La loro funzione, quindi, è di regolare il corretto ricambio delle cellule del sangue e del sistema immunitario. Per meglio capire, ecco la definizione di cellula staminale a cura del Ministero della Sanità, precisamente dalla Commissione di Studio sull'utilizzo di SC (Stem Cells) per finalità terapeutiche, presieduta da Renato Dulbecco, nobel per la medicina: "Le cellule staminali sono cellule non specializzate in grado di dividersi dando origine contemporaneamente ad una cellula staminale (uguale alla cellula madre) ed una cellula precursore di una progenie cellulare che alla fine darà a sua volta origine a cellule terminalmente differenziate (mature). Si definiscono totipotenti le cellule staminali che possono dar luogo a tutti i tessuti, multi (o pluri) potenti quelle che possono dar luogo ad alcuni tipi di cellule o tessuti, ed unipotenti quelle che possono dar luogo soltanto ad un tipo cellulare". 

La scoperta
Ma come si è arrivati all'identificazione delle cellule staminali? La scoperta vera e propria delle cellule staminali è cosa molto recente. I primi ad individuare la presenza di cellule staminali sono stati alcuni gruppi di studiosi dell'Istituto Tumori e dell'Ospedale Niguarda di Milano verso la fine degli anni '80, analizzando diversi pazienti con tumore in cura chemioterapica. L'identificazione di queste particolari cellule è facilitata dalla presenza, sulla loro superficie, di un particolare marcatore (il CD34) e dalla loro capacità di ricostruire completamente e permanentemente tutte le cellule del sangue e del sistema immunitario, danneggiate a causa delle terapie a base di chemioterapici. 

La raccolta
Oggi, grazie alla ricerca medico-scientifica, sempre più attenta e perfezionata, è possibile raccogliere le cellule staminali utilizzando delle macchine computerizzate, dette separatori, che selezionano grandi quantità di sangue e raccolgono le cellule desiderate. In pratica, il sangue viene aspirato da una vena del braccio e raccolto nella camera di separazione, dove una forza centrifuga permette una rapida stratificazione dei vari componenti, facilitando il prelievo differenziato delle cellule staminali (globuli rossi, globuli bianchi e piastrine, infatti, hanno un diverso peso specifico e, quindi, reagiscono in modo differente alla forza centrifuga). Infine, le cellule staminali più una parte di plasma vengono raccolte in una sacca di raccolta. Con una seduta di leucaferesi (è questo il nome della tecnica di raccolta), della durata di circa 3 ore, si possono raccogliere anche diversi miliardi di cellule CD34. Per ovviare al prelievo di sangue durante la seduta (prelievo che non supera, in media, i 150 ml), al paziente può essere somministrata una soluzione fisiologica (tipo Ringer Lattato). 

Perché raccoglierle e come vengono usate?
I possibili beneficiari di un trapianto di cellule staminali sono i pazienti affetti da tumori solidi o da malattie del sangue, come i linfomi o le leucemie, nonché i pazienti che necessitano di trapianto di midollo. Un'altra applicazione riguarda le malattie della pelle, come la vitiligine, le ustioni gravi e l'epidermolisi bollosa (fragilità della cute). In caso di vitiligine, oltre alla coltura delle cellule epiteliali del paziente, vengono coltivati anche i melanociti, al fine di ottenere la pigmentazione (colore della pelle). Più dettagliatamente, sono questi oggi gli impieghi possibili delle cellule staminali in base alla loro origine:

Cellule staminali da cordone ombelicale

Cura della leucemia nei bambiniCellule staminali da midollo osseo
Autotrapianto di SC (Stem Cells) ematopoietiche, in grado di far riprendere la formazione di varie componenti del sangue distrutte a seguito di chemioterapia e radioterapia; 
Varie forme di tumori e leucemie;
Talassemia (malattia del sangue).

Cellule staminali cutanee Coprire permanentemente lesioni cutanee estese della cute e della mucosa (bruciature, fistole diabetiche, epidermolisi bollosa);
Auspicabile terapia genica contro le neoplasie e le infezioni cutanee.

Agli impieghi già in atto, però, si affiancano una serie di possibili applicazioni terapeutiche alla base di attuali e future ricerche scientifiche, basate sulla possibilità di utilizzare cellule staminali del paziente stesso con il vantaggio, quindi, di un rischio di rigetto quasi nullo:

Rigenerazione di cellule e tessuti In sostituzione del trapianto di organo da cadavere


Terapia cellulare per... 1) ricostruire il midollo spinale danneggiato da traumi fisici;2) malattie neurodegenerative (morbo di Parkinson, morbo di Alzheimer, malattia di Huntington, sclerosi laterale amiotrofica, malattie ecotossicologiche, post-traumatiche, da abuso farmacologico, da danno 
ischemico, ...);3) malattie muscolo-scheletriche (displasia ossea, malattie progressive delle giunzioni ossee, osteogenesi imperfetta, miopatie primitive);4) malattie infiammatorie di natura sistemica (sindrome di Sjögren);5) malattie degenerative della retina, della cornea e dell'apparato uditivo;6) ricostruire il tessuto cardiaco danneggiato da un infarto acuto del miocardio e riparazione dei vasi sanguigni da processi patologici progressivi come l'arteriosclerosi e l'ipertensione;7) terapia cellulare sostitutiva contro malattie metaboliche tipo lisosomiali.Terapia genica Le SC sono in grado di accettare e tollerare, molto meglio di cellule mature, geni introdotti dall'esterno con tecniche d'ingegneria genetica, mirate a correggere l'effetto patologico di geni difettosi o mutati mediante trasferimento genico.

Le ultime ricerche
Giugno 2001: La cellula che produce sangue e vene
L'Istituto Superiore di Sanità (ISS), e precisamente il Laboratorio di Ematologia, sembra aver finalmente scoperto la cellula adulta in grado di "fabbricare" il sangue e le vene. I ricercatori sembrano quindi aver scoperto l'emoangioblasto, cioè una cellula adulta capace di generare vasi venosi e sangue, eliminando così qualsiasi problema etico legato al possibile utilizzo di embrioni. La cellula viene prelevata dal cordone ombelicale, dal midollo osseo o dal sangue; successivamente viene purificata, riprodotta in vitro e, infine, inserita nei pazienti con malattie ischemiche al fine di creare nuovi tessuti o riparare quelli danneggiati. Lo studio è tuttora in atto e, al momento, coinvolge solo animali di laboratorio; se dovesse essere confermato anche sull'uomo, però, metterà nuove basi nella cura di malattie ischemiche, grazie alla possibilità di riparare e rigenerare arterie e vene ormai danneggiate. L'obiettivo ultimo, quindi, è di poter identificare nell'uomo la cellula adulta madre di tutti i tessuti e organi dell'essere umano!
Fonte: ISS - (Istituto Superiore di Sanità)

Maggio 2001: Scoperta la supercellula staminale
Un gruppo di ricercatori americani, analizzando il midollo osseo di topi di laboratorio, sembra essere riuscito ad identificare la cellula staminale in grado di trasformarsi in cellule del polmone, della pelle e dell'intestino. Lo studio, condotto da Neil Theise della New York University School of Medicine, per la prima volta sembra aver dimostrato che le cellule staminali del midollo osseo non solo si riproducono, ma possono anche riprodurre cellule di altri organi e tessuti del corpo. In particolare, i ricercatori hanno sottoposto un topo femmina a radiazioni che hanno causato la distruzione del midollo osseo; successivamente al topo femmina è stata trapiantata una "supercellula" staminale prelevata dal midollo di un topo maschio. Dopo 11 mesi (che per un topo sono un periodo lunghissimo, visto che vive in media 2 anni) grazie a un marcatore infallibile perché basato sul cromosoma maschile Y, si è andati alla ricerca della cellula del topo maschio trapiantata e scoprendo che non si trovava più solo nel midollo osseo e nel sangue, ma anche nei tessuti dei polmoni, dell'esofago, dell'intestino, del fegato, dello stomaco e della pelle. La notizia, pubblicata sulla rivista scientifica Cell, rafforza sempre di più l'idea che esista una singola cellula in grado di creare tutti i tessuti dell'organismo umano!
Fonte: Cell, May 2001

Aprile 2001: Cellule staminali dal tessuto adiposo residuo di interventi chirurgici
Le cellule adipose che restano dopo un intervento di chirurgia estetica potrebbero non andare perse: lo afferma un gruppo di studiosi della University of California di Los Angeles, che ha separato 4 diversi tipi di cellule staminali dal grasso rimosso dopo una liposuzione. Quando una cellula staminale si trasforma in una cellula specifica (come un adipocita, la cellula del grasso) i geni che le permettono di modificarsi si "disattivano". I ricercatori, invece, sono riusciti a intervenire sulle cellule prima che questo avvenisse, trasformandole in cellule di cartilagine, ossa e muscolo. La scoperta, secondo Marc Hedrick, uno dei ricercatori, avvalla sempre di più l'idea che esistano cellule staminali in ogni tessuto e organo del corpo umano. Se confermato, questo renderà non necessario l'utilizzo di embrioni, superando così i problemi di natura etica e le paure di chi sostiene che dalla clonazione terapeutica si possa passare alla clonazione riproduttiva. 
Fonte: Tissue Engineering, aprile 2001:Vol 7; N°2, pp: 211-228

Febbraio 2000: Staminali anche per i diabetici
Dalle cellule staminali si apre una nuova speranza per chi soffre di diabete. I risultati di una recente ricerca dell'Università della Florida, condotta da Ammon Peck, sembra aver dimostrato (su topi di laboratorio) che queste cellule, oltre ai già noti utilizzi in campo oncologico, potrebbero intervenire nella cura del diabete di tipo 1 (o diabete giovanile, malattia che compare quando il sistema immunitario non riconosce più le cellule produttrici di insulina come elementi positivi per il nostro organismo e inizia a distruggerle). I ricercatori hanno isolato le cellule staminali del pancreas di alcuni topi, per poi trapiantarle in altri topi con diabete tipo 1. Con sorpresa, le staminali trapiantate hanno iniziato a produrre insulina, ottenendo una regressione del diabete, anche se per un breve periodo di tempo. I prossimi passi della ricerca, quindi, saranno volti a cercare di prolungare l'effetto regressione della malattia e all'analisi diretta sull'essere umano.
Fonti: CNNItalia - Salute | University of Florida


Annapaola Medina


Fonti
Relazione della Commissione cellule staminali del Ministero della Sanità, presieduta da Renato Dulbecco

National Institute of Health

Molecular Biology of the cell - third edition; B. Alberts, D. Bray, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, J. D. Watson; pp. 1154-1175.

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