Dossier

La biologia delle cellule staminali è in una fase di espansione dinamica, che comporta la formazione di nuove connessioni con un ampio raggio di discipline di base e applicate. Questo settore è, nel contempo, sottoposto allo scrutinio pubblico e politico. Un linguaggio comune per la comunità che si occupa di cellule staminali è uno strumento importante per l’esposizione coerente durante le attività di comunicazione, non ultimo perché certi termini nel vocabolario delle cellule staminali hanno un significato diverso in altri settori.

Cellula staminale. Cellula che si duplica continuamente producendo cellule figlie identiche a se stessa ma in grado di produrre anche cellule figlie con proprietà diverse, più limitate.

Automantenimento. Cicli di divisione che generano a ripetizione almeno una cellule figlia equivalente alla cellula d’origine, con la capacità latente di poter differenziare. E’ la proprietà che definisce le cellule staminali.

Commissionamento. Intrapresa di un programma che conduce al differenziamento. Per una cellula staminale implica l’uscita dal ciclo di automantenimento.

Potenzialità o potenza. Spettro di opzioni per il differenziamento disponibili per una determinata cellula:

- Totipotenza. Autosufficienza per formare un organismo intero, caratteristica dello zigote e di una cellula meristematica delle piante, non dimostrata in altri tipi cellulari dei vertebrati.

- Pluripotenza. Tutte le linee cellulari di un organismo, incluse le cellule germinale e alcune, se non tutte, le tipologie cellulari extraembrionali; per esempio le cellule staminali embrionali.

- Multipotenza. Linee cellulari multiple che costituiscono un intero tessuto o più tessuti, esempio le cellule staminali emopoietiche.

- Oligopotenza. Due o più linee cellulari che appartengono ad un determinato tessuto, per esempio le cellule staminali neuronali che formano una sottopopolazione di neuroni nel cervello.

- Unipotenza. Una singola linea cellulare; per esempio le cellule staminali che danno origine agli spermatogoni (precursori degli spermatozoi).

Analisi clonale. Studio delle proprietà di una singola cellula. Essenziale per la dimostrazione formale dell’automantenimento e della potenzialità.

Cellule staminali embrionali. Cellule derivate in vitro dalle cellule pluripotenti presenti nell’embrione pre-gastrulazione.

Cellule staminali dei tessuti. Derivati da, o residenti in, un tessuto adulto o fetale. Provvedono alla sostituzione e alla riparazione lungo il ciclo vitale in alcuni tessuti.

Fondatore, ancestore o precursore cellulare. Termini generali per le cellule senza capacità di automantenimento che contribuiscono alla formazione del tessuto; si comprendono in alcuni casi anche le cellule staminali che generano un tessuto.

Cellula progenitrice. Termine generale per indicare qualsiasi tipo di cellula in divisione con capacità di differenziamento. Include anche le cellule staminali putative in cui l’automantenimento non è ancora stato dimostrato.

Cellule ad amplificazione transiente. Moltiplicazione della progenie di cellule staminali destinate al differenziamento. Inizialmente potrebbero non essere completamente commissionate, ma potrebbero mantenere la proprietà di automantenimento (3).

Divisione asimmetrica. Diverso destino per le progenie di una stessa cellula: l’orientamento della divisione può essere determinato dal microambiente o essere determinata intrinsecamente in una delle cellule figlie (4). E’ stata osservata in alcune ma non in tutte le cellule staminali e può avvenire anche in altre cellule progenitrici.

Filamento immortale. Ipotesi della ritenzione selettiva del DNA parentale durante l’automantenimento asimmetrico. Meccanismo potenziale per proteggere le cellule staminali da mutazioni associate alla duplicazione (5).

Nicchia. Microambiente cellulare che fornisce il supporto e gli stimoli necessari a mantere l’autorinnovamento (6,7).

Omeostasi cellulare. Persistenza di cellule staminali nei tessuti che funzionano da riserva per tutto il corso delle vita. Richiede un bilanciamento tra automantenimento simmetrico e divisioni con differenziamento a livello di popolazione cellulare, o un sostenuto automantenimento asimmetrico.

Recupero a lungo termine. Mantenimento per tutta la vita di un tessuto rinnovato mediante trapianto cellulare. Rappresenta il test definitivo per le cellule staminali emopoietiche, epidermiche e degli spermatogoni, ma il trapianto non può essere applicato a tutti i tessuti.

Cellule che mantengono la marcatura. Cellule dei tessuti adulti candidate per essere identificate come staminali sull’assunzione che si dividono lentamente e/mantengono caratteristiche di immortalità (3,7). Interpretare con cautela.

Cellule staminali cancerose. Cellule in grado di automantenersi responsabili del mantenimento del cancro e della produzione di una progenie differenziata che forma la massa del tumore (8,9). Le cellule staminali cancerose sono state identificate nella leucemia e in certi tumori solidi e costituiscono un target terapeutico molto critico.

Cellula cancerosa primordiale. Cellula precancerosa che da origine alle cellule staminali cancerose (8). Può essere mutata in una cellula staminale o in progenitori che hanno acquisito capacità di automantenimento attraverso le mutazioni (9).

Cellule d’inizio del cancro. Termine generale che indica sia la cellula cancerosa primordiale che quella cancerosa staminale.

Medicina rigenerativa. Ricostruzione dei tessuti malati o danneggiati attraverso l’attivazione di cellule endogene oppure mediante trapianto cellulare.

Terapia di sostituzione cellulare. Ricostruzione di un tessuto mediante incorporazione funzionale di cellule staminali trapiantate.

Cellule staminali in vitro. Automantenimento ex vivo di cellule che non si comportano come cellule staminali in vivo. Avviene grazie alla liberazione dai segnali di differenziamento o alla creazione di uno stato sintetico di cellula staminale (10).

Priming della linea. Espressione promiscua nelle cellule staminali di geni associati con programmi specifici di differenziamento.

Riprogrammazione. Aumento della potenzialità. Avviene naturalmente negli organismi che si rigenerano (dedifferenziamento). E’ indotto sperimentalmente nelle cellule dei mammiferi mediante trasferimento nucleare, fusione cellulare o manipolazione genetica.

Plasticità. Caratteristica di cellule staminali dei tessuti che hanno un’ampia potenzialità in risposta a stimoli fisiologici o danneggiamenti.

Staminalità. Caratteristica delle diverse cellule staminali di essere regolate da meccanimi e geni comuni.

2. Merkle, F. T., Tramontin, A. D., Garcia-Verdugo, J. M. & Alvarez- Buylla, A. Radial glia give rise to adult neural stem cells in the subventricular zone. Proc Natl Acad Sci USA 101, 17528-32 (2004).

3. Potten, C. S. & Loeffl er, M. Stem cells: attributes, cycles, spirals, pitfalls and uncertainties. Lessons for and from the crypt. Development 110, 1001-20 (1990).

. Wang, Z. & Lin, H. Nanos maintains germline stem cell self-renewal by preventing differentiation. Science 303, 2016-9 (2004).

5. Cairns, J. Mutation selection and the natural history of cancer. Nature 255, 197-200 (1975).

6. Schofi eld, R. The relationship between the spleen colony-forming cell and the hemopoietic stem cell. A hypothesis. Blood Cells 4, 4-7 (1978).

7. Tumbar, T., Guasch, G., Greco, V., Blanpain, C., Lowry, W. E., Rendl, M. & Fuchs, E. Defi ning the epithelial stem cell niche in skin. Science 303, 359-63 (2004).

8. Warner, J. K., Wang, J. C., Hope, K. J., Jin, L. & Dick, J. E. Concepts of human leukemic development. Oncogene 23, 7164-77 (2004).

9. Reya, T., Morrison, S. J., Clarke, M. F. & Weissman, I. L. Stem cells, cancer, and cancer stem cells. Nature 414, 105-11. (2001).

10. Smith, A. G. Embryo-derived stem cells: of mice and men. Ann. Rev. Cell Dev. Biol. 17, 435-462 (2001).

A cura di: Austin Smith, EuroStemCell European Consortium for Stem Cell Research