Sangue
Il sangue è un fluido essenziale per il nostro organismo, in grado di fornire sostanze essenziali quali zuccheri, ossigeno e ormoni.
Cellule staminali
Ematologia Genetica Oncologia
Indice del contenuto
Cellule staminali: cosa sono?
Le cellule staminali sono cellule indifferenziate (totalmente o parzialmente), con la capacità di differenziare in uno specifico tipo cellulare quando intervengono stimoli opportuni per indurre il differenziamento.
Esse possiedono determinate caratteristiche e capacità:
- proliferare in modo praticamente illimitato
- dividersi in modo asimmetrico, cioè sono capaci di dividersi e originare una cellula staminale (autorinnovamento) e una cellula che va incontro al processo di differenziamento cellulare per produrre un tipo cellulare specifico (specializzazione)
- possibilità di generare tutti i tipi cellulari dell’organismo o un numero limitato di questi (potenza)
Le cellule staminali sono presenti in tutti gli organismi pluricellulari che possiedono tipi cellulari diversi.
Esistono, quindi, cellule staminali animali e cellule staminali vegetali, per le quali si opera la stessa distinzione in riferimento al tipo.
Tipologie di cellule staminali
Le cellule staminali possono essere distinte sulla base della loro potenza in grandi gruppi:
- cellule staminali totipotenti, cioè quelle in grado di differenziare in tutti i tipi cellulari possibili per l’organismo. La prima cellula totipotente è lo zigote, ovvero l’embrione al primo stadio di sviluppo, formato dall’unione di cellula uovo e spermatozoo. Le cellule totipotenti permangono nell’embrione solo entro un limitato numero di divisioni dell’embrione, cioè fino allo stadio di morula
- cellule staminali pluripotenti, cioè quelle in grado di differenziare in quasi tutti i tipi cellulari. Fanno parte di questo gruppo le cellule staminali embrionali, ovvero le cellule della massa interna dell’embrione nello stadio di blastocisti e quelle degli stadi subito seguenti. Nella fase di gastrulazione dello sviluppo embrionale, esse si differenziano nei tre foglietti germinali: ectoderma, mesoderma ed endoderma
- cellule staminali multipotenti, cioè quelle in grado di differenziare in un numero più ristretto di tipi cellulari. Esempi sono le cellule staminali ematopoietiche, cioè le cellule staminali adulte che formano tutte le linee cellulari che compongono la parte corpuscolata del sangue o le cellule staminali mesenchimali, cioè quelle in grado di formare le cellule dei tessuti connettivi
- cellule staminali oligopotenti, cioè quelle in grado di differenziare in pochi tipi cellulari. Un esempio sono le cellule staminali adulte che formano le cellule linfoidi e mieloidi
- cellule staminali unipotenti, cioè quelle in grado di produrre solo un tipo cellulare, ad esempio le cellule staminali del muscolo.
Spesso, queste speciali cellule vengono distinte solo in:
- cellule staminali embrionali, poiché esse hanno la capacità di generare tutte le cellule dell’organismo e possono essere prelevate per indurle, in vitro, a differenziare in un determinato tipo cellulare (ad esempio, in epatociti o neuroni) se vengono sottoposte a stimoli opportuni
- cellule staminali adulte, poiché sono popolazioni di cellule non differenziate residenti nei tessuti adulti, cioè nei tessuti ben differenziati, di un organismo. Esse sono presenti dal termine dello sviluppo embrionale e rimangono quiescenti, cioè non proliferano, finché non vengono attivate da opportuni stimoli, come un insulto al tessuto o una malattia. Il loro compito è, infatti, quello di sostituire le cellule danneggiate o morte. Diversamente dalle cellule embrionali, le cellule staminali adulte non possono originare tutti i tessuti all’interno dell’organismo. Tuttavia, esse possiedono il potenziale per poter generare più tipi cellulari diversi se opportunamente stimolate
Trapianto di cellule staminali
Il trapianto di cellule staminali può essere:
- autologo, quando le cellule staminali vengono prelevate e trapiantate nello stesso individuo
- eterologo, quando le cellule staminali vengono prelevate da un individuo e trapiantate in un altro
Un esempio di trapianto di cellule staminali è quello delle cellule staminali del cordone ombelicale, ovvero le cellule staminali emopoietiche presenti nel cordone ombelicale.
Il primo trapianto di cellule staminali derivate dal cordone ombelicale è stato eseguito nel 1988, in Francia, per trattare l’anemia di Fanconi in un bambino.
Oggi, le cellule staminali emopoietiche presenti nel cordone ombelicale possono essere utilizzate per la terapia di numerose patologie, e diversi studi sono tuttora in atto. In Italia, la lista ufficiale del Ministero della Salute (ultimo aggiornamento DM 22 aprile 2014) comprende 80 patologie trattabili con il trapianto delle staminali del cordone ombelicale, tra cui:
- Leucemie
- Linfomi
- Sindromi mielodisplastiche e/o mieloproliferative
- Insufficienze midollari (ad esempio, anemia aplastica acquisita, anemia di Fanconi)
- Disordini della plasmacellula
- Emoglobinopatie (ad esempio, beta talassemia, anemia a cellule falciformi)
- Istiocitosi
- Disordini del sistema immunitario
- Errori congeniti del metabolismo
- Disordini ereditari
- Alcune neoplasie
Inoltre, il mondo della ricerca si sta concentrando anche sullo studio dei trapianti effettuati con altri tipi di cellule staminali del cordone ombelicale, come le cellule staminali mesenchimali, che offrono speranza per:
- limitare i danni causati dal rigetto di un trapianto allogenico
- la rigenerazione del tessuto connettivo (cartilagine e ossa, in particolare)
- trattare alcune patologie, tra cui distrofia di Duchenne, lupus eritematoso, cirrosi epatica, morbo di Alzheimer.
Conservazione delle cellule staminali: come avviene?
In Italia, è possibile donare le cellule staminali emopotietiche del cordone ombelicale, che vengono conservate in opportune banche riconosciute dal Ministero della Salute. La conservazione avviene a bassissima temperatura, si tratta cioè di crioconservazione.
Queste banche hanno lo scopo di conservare le cellule staminali donate:
- a disposizione della collettività, cioè per i trapianti allogenici
- per uso dedicato, se sussistono particolari condizioni
Le condizioni per l’uso dedicato sono:
- al momento del parto o precedentemente, il nascituro o un suo consanguineo presenta una patologia per la quale il trapianto di cellule staminali emopoietiche è clinicamente valido
- rischio di trasmissione ai figli futuri di malattia genetica per la quale il trapianto di cellule staminali del cordone rappresenta una pratica scientificamente valida.
Se non sussistono tali condizioni e si vogliono conservare le cellule staminali del cordone per uso dedicato, sono disponibili banche private.
In ogni caso, prima di conservare le cellule staminali, le banche effettuano delle analisi per verificare l’appropriatezza delle cellule e se il loro numero è sufficiente. I campioni che non rispettano determinati requisiti non vengono conservati.
In generale, tutte le cellule staminali vengono:
- prelevate
- caratterizzate.
Se necessario, esse possono essere crioconservate o poste in coltura per aumentarne il numero prima del trapianto. Un esempio è offerto dalle cellule staminali del bulbo pilifero, che potrebbero essere considerate delle cellule staminali dei capelli.