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

Le cellule staminali

Le cellule staminali sono un componente fondamentale durante lo sviluppo embrionale e fetale, il mantenimento, la rigenerazione e la riparazione dei tessuti. Le cellule staminali sono centrali anche per lo sviluppo e la crescita dell’uomo e sono anche fonti importanti di nuove cellule per la rigenerazione terapeutica in seguito a malattie o danni ai tessuti. Il corpo è costituito da un grande numero di cellule funzionalmente specializzate (tecnicamente si dice differenziate), che sono organizzate a formate specifici tessuti e organi.

Durante lo sviluppo e la vita, molti tessuti sono in grado di autoripararsi in seguito ad un danno. Questo processo che conduce alla rigenerazione e alla riparazione dipende da una popolazione di cellule di riserva che si dividono lentamente per automantenersi ma che possono proliferare per fornire i precursori commissionati per uno specifico tipo di cellula differenziata. Queste popolazioni di cellule staminali sono specializzate (commissionate) per dare luogo a cellule con uno specifico destino di differenziamento. Nonostane siano stati fatti alcuni studi che hanno dimostrato che le cellule staminali estratte da un tessuto sono in grado di ripopolare altri tessuti, questi risultati sono controversi. Nondimeno, cellule staminali specifiche di un determinato tessuto, quindi altamente specializzate, sono quello di cui si ha bisogno se si vuole effettuare una terapia a base di cellule, sempre che siano isobili in numero sufficiente.

Nei primi stadi dello sviluppo sono presenti popolazioni di cellule in grado di dividersi con potenzialità molto ampie di sviluppo (ma non tutte queste popolazioni cellulari diventano cellule staminali proliferanti, cioè in grado di dar luogo ad un numero elevato di divisioni cellulari). Se questo è abbastanza ovvio, non lo è il momento in cui, durante la progressione da una singola linea cellulare totipotente si passa a molte linee cellulari con destini più ristretti, in cui il ciclo mitotico e il destino cellulare restano intatti. Ad ogni modo, le cellule staminali embrionali sono state isolate originariamente da un embrione di topo e solo in seguito da un piccolo numero di altre specie, tra cui l’uomo.

Le cellule staminali embrionali sono pluripotenti, cioè sono alla base dell’albero del differenziamento e mantengono la potenzialità embrionale di dare origine a molti, se non tutti, i tipi cellulari. Il vantaggio potenziale delle cellule staminali riguarda la loro capacità di essere isolate, di duplicarsi un numero elevato di volte e di essere in grado di differenziare in altri tipi cellulari del corpo. Questo permette di avere a disposizione una strategia per ottenere una popolazione di cellule precursori, che possono essere impiegate per la terapia rigenerativa di tessuti adulti danneggiati per i quali non esistono altre fonti endogene o sufficienti.

Il trapianto dei tessuti è associato al rischio di reazioni immunologiche e rigetto, a meno che le cellule donatrici non siano immunologicamente correlate o idealmente identiche a quelle del paziente. Uno scenario affascinarlo (a cui si devono molti degli sforzi in questo settore) riguarda la produzione di una fonte di cellule staminali embrionali, geneticamente identiche al paziente dal per il quale è necessario sviluppare dei precursori specializzati di cellule di determinati tessuti.

Questo può avvenire grazie alla “sdifferenziazione” di una cellula del paziente allo stadio di staminale embrionale. Il solo metodo attualmente noto, che funziona nel modello animale, è il trasferimento nucleare in un oocita e la derivazione dall’embrione che si sviluppa da esso di una linea cellula di cellule staminali embrionali. Questa tecnica di trasferimento nucleare può essere utilizzate per generare una linea cellulare specifica e personalizzata per ogni paziente. La possibilità di questo scenario, che coinvolge la generazione di un embrione mediante il trasferiemento del nucleo di una cellula adulta in un oocita enucleato, per ottenere una linea di cellule staminali embrionali, dalla quale ottenere cellule per ripopolare i tessuti di un organismo adulto, è stato ampiamente dimostrato nel topo (2).

Capitolo a cura di: Martin Evans, Cardiff School of Biosciences, Cardiff, United Kingdom

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