Dossier

La ricerca sulle staminali: risultati, prospettive, prerequisiti - Parte I

Introduzione

La ricerca sulle cellule staminali è sia un’evoluzione che una rivoluzione della medicina moderna. Può essere vista come una pietra miliare nella storia della scoperta e dello sviluppo di nuove strategie per la terapia e lo studio della biologia: dalle piccole molecole antimicrobiche (come la penicillina), agli anticorpi e anticorpi monoclonali, alle moderne genetica, genomica e terapia cellulare.

Infatti, questo oggi possiamo pensare di usare le cellule staminali in terapia solo perché c’è stata una moltitudine di ricerche che ci hanno fornito le basi scientifiche.

Nel contempo, l’applicazione delle cellule staminali è diversa da qualsiasi altra strategia terapeutica applicata su ampia scala. L’utilizzo delle cellule staminali, in particolare di quelle embrionali, rientra nella tecnologia di trasferimento della postgenomica, che ha le sue premesse nel progetto di sequenziamento del genoma umano. Le aziende negli Stati Uniti utilizzano già i dati provenienti dalla genomica per identificare e derivare linee di cellule staminali embrionali.

Nonostante la loro natura rivoluzionaria, il concetto di utilizzare le cellule staminali per scopi terapeutici ha molto in comune con i principi che stanno alla base della moderna trapiantologia d’organi; invece di introdurre un intero organo in un paziente, si inserisce solo una determinata popolazione di cellule. Inoltre, se queste cellule derivano dallo stesso individuo, non si pone il problema della reazione immunitaria. Alcune terapie cellulari già ampiamente sperimentate che utilizzano le cellule staminali possono essere considerate come una strategia intermedia tra il trapianto d’organo e il trapianto di cellule: tra queste, per esempio, il trapianto di midollo osseo e il trapianto delle isole pancreatiche (contenenti le cosiddette cellule beta, che producono l’insulina nel pancreas). La tecnologia dei trapianti ha permesso alla medicina di curare i pazienti in modi che la sola la chirurgia e farmacologia non avrebbero potuto fare; lo stesso si può pensare che accada, in prospettiva, della tecnologia delle cellule staminali.

Inoltre, le cellule staminali possono essere potenzialmente impiegate in un ampio spettro di malattie, comuni e rare, e in tutte le fasce d’età (per esempio, artrite reumatoide, distrofia muscolare di Duchenne e deficienze immunitarie congenite).

Esistono casi ampiamente sperimentati nell’utilizzo clinico delle cellule staminali. Per esempio, migliaia di pazienti hanno beneficiato del trapianto di midollo osseo. Durante la Guerra Fredda, la paura di una guerra nucleare ha accelerato la ricerca per la riparazione dei tessuti umani che sono particolarmente soggetti al danno da radiazione (ovvero, i tessuti che si autorigenerano continuamente durente la vita), come il sangue. Il primo successo nel trapianto di midollo osseo ha avuto come esito la sopravvivenza a lungo termine di un paziente affetto da leucemia (il cui midollo osseo malato era stato distrutto dalla radioterapia, prima del trapianto) ed è stato condotto nel 1956 dal Dr E. Donnal Thomas a New York; in questo modo, il principio è stato trasformato in un’applicazione clinica in grado di salvare la vita dei pazienti. Altri progressi sono stati fatti da altri ricercatori nel 1968 (con il primo trapianto di midollo osseo da donatore per curare una malattia diversa dal cancro) e nel 1973 (con il primo trapianto di midollo osseo da donatore non appartenente alla stessa famiglia). Oggi, migliaia di vite sono salvate grazie al trapianto di pelle per trattare le ustione e migliaia di occhi sono salvati dalla cecità grazie all’utilizzo delle cellule staminali della cornea. In certi casi di danno alla cornea, il trapianto tradizionale non è efficace, semplicemente perché non rigenera come fa un tessuto normale. Le cellule staminali possono aiutare a superare questo problema.

Un numero significativo di malattie che potrebbero essere trattate con le cellule staminali sono dovute a geni alterati che manifestano il proprio effetto in un tessuto particolare o in una sottopopolazione di cellule del paziente. Utilizzare cellule staminali, in cui è stato corretta l’anomalia nel gene non funzionale nel paziente, è un’interessante alternativa al metodo classico che utilizza i vettori virali per trasferire il gene riparato in situ. Si registrano successi per quanto riguarda le cellule staminali modificate geneticamente in trial clinici per almeno una grave e debilitante malattia della pelle.

Le cellule staminali sono molto diverse per quel che riguarda il modo di ottenerle, la capacità proliferativi e il differenziamento nelle cellule adulte a cui possono dare origine.

Capitolo a cura di: Andrew Moore, EMBO

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