Il concetto di rigenerazione cellulare venne introdotto già nel 460 a.C da Eschilo, inconsciamente, mediante il suo ‘Prometeo incatenato’. Nel mito Prometeo trasgredisce alle leggi degli dei, rubando il fuoco per donarlo agli umani, scatenando l’ira di Giove che lo incatena in prossimità del monte Caucaso dove un’aquila ogni giorno mangerà parte del suo fegato che sarà nuovamente capace di rigenerare.

Le cellule staminali vennero per la prima volta esposte da un rilevante sostenitore dell’evoluzionismo, Ernst Haeckel. Il biologo tedesco utilizzò questo termine nel 1868 per indicare sia l’antenato unicellulare dal quale si sono successivamente sviluppati tutti gli organismi pluricellulari, sia per identificare la cellula uovo fecondata che darà poi origine a tutte le cellule di in individuo. Oggi gli studiosi considerano la cellula staminale come una particolare cellula capace di dividersi mitoticamente molteplici volte rimanendo indifferenziata o di trasformarsi in cellule parzialmente differenziate, definite anche come cellule staminali progenitrici.

Tratta dal sito "Focus.it"
Tratta dal sito “Focus.it”

 Questo processo, che prende il nome di autorinnovamento o self renewal, garantisce così il mantenimento di una popolazione cellulare con caratteristiche di staminalità e allo stesso tempo la formazione di cellule figlie parzialmente differenziate che potranno a loro volta differenziare completamente in uno dei 220 tipi cellulari del nostro organismo o dare origine a un altro particolare tipo di cellule staminali definite come transit amplifying cells, le quali mantengono un temporaneo stato di proliferazione.

Per garantire questa caratteristica di autorinnovamento e usufruire dunque di una continua risorsa di cellule staminali è necessaria tuttavia la presenza di segnali che provengono dalla nicchia staminale, ovvero un insieme di cellule di sostegno e matrice extracellulare che costituiscono un microambiente all’interno di tessuti maturi che permettono il mantenimento di determinate potenzialità differenziative. Sono proprio queste a contraddistinguere le varie cellule staminali, che possono essere suddivise in: totipotenti, quando differenziano in tutti i tipi cellulari; unipotenti o bipotenti, quando differenziano in uno o due tipi cellulari; multipotenti, quando differenziano in un discreto numero di tipi cellulari e pluripotenti, quando differenziano in molteplici tipi cellulari. Queste ultime sono di notevole importanza poiché includono le cellule staminali embrionali, utilizzate dall’embrione della prima settimana per dare origine ai tre foglietti embrionali primari dai quali si svilupperanno tutti i tessuti che daranno poi origine agli organi.

È dunque auspicabile utilizzare queste cellule per creare nuovi tessuti da sostituire con tessuti danneggiati o invecchiati? A tal scopo è stato possibile prelevare cellule dalla massa cellulare interna di una blastocisti ( embrione al quarto giorno di sviluppo ) e seminarle su uno strato di fibroblasti che sintetizzano i fattori utili al mantenimento dello stato di staminalità: tra questi vediamo il fattore di crescita FGF ( fibroblast growth factor ) e la citochina LIF ( leukemia inhibitory factor ) che mantengono attiva l’espressione dei geni della staminalità, ovvero OCT4 e Nanog. Dopo circa una settimana si ottengono dei cloni di cellule staminali embrionali che potranno essere disgregati enzimaticamente e nuovamente coltivati su monostrati di fibroblasti; questo processo può dunque essere ripetuto più volte e le colonie di cellule staminali embrionali che ne derivano possono essere congelate e successivamente scongelate a distanza di molto tempo.

Tuttavia l’utilizzo di queste cellule staminali embrionali nella pratica medica è oggi limitato in Italia per la legge 40 del 2004. Vengono così utilizzate altre cellule staminali definite come cellule staminali pluripotenti indotte che possono risolvere i problemi etici e i problemi pratici legati all’utilizzo delle cellule staminali embrionali, come la possibilità di rigetto dei tessuti stessi a causa di una reazione immunitaria da parte del paziente. Fu nel 2006 un gruppo di ricercatori giapponesi a introdurre in fibroblasti di topo dei geni espressi nelle normali cellule staminali embrionali, definiti Oct4, c-Myc, Sox2 e Klf4, ottenendo così cellule molto simili ma non identiche a quelle prodotte dalla massa cellulare interna di una blastocisti.

Gli avanzamenti delle conoscenze riguardo le cellule staminali sono dunque strettamente correlati agli avanzamenti della medicina rigenerativa. Basti pensare alla possibilità di coltivare in vitro una cornea a partire da cellule staminali epiteliali prelevate dal limbus dell’occhio, situato tra la cornea stessa e la congiuntiva, trapiantandola in pazienti che potranno così riacquistare completamente la vista, oppure alla presenza nel miocardio di alcuni progenitori identificabili con marcatori come c-kit o sca-1 che potrebbero rigenerare un intero gruppo di cardiomiociti del cuore in 4-5 anni permettendo così una possibile terapia per l’infarto al cuore. Alcuni studi sono stati effettuati anche sull’utilizzo della medicina rigenerativa per la cura del diabete; è stato possibile infatti ottenere in vitro lo sviluppo di cellule beta pancreatiche, responsive ai livelli di glucosio dopo trapianto, mediante la formazione di endoderma a partire dalle cellule staminali embrionali.

Ad oggi, la possibilità di isolare cellule staminali neuronali fetali o adulte, ha permesso anche la ricerca di una cura per danni al SNC, responsabili di varie patologie neurodegenerative come il morbo di Alzheimer e di Parkinson. Inoltre tentativi di trapianto di cellule staminali che derivano dalle cellule staminali embrionali sono in corso in modelli animali affetti da distrofia muscolare, osteogenesi imperfetta e traumi alla spina dorsale. Il campo di ricerca delle cellule staminali è dunque attualmente immenso, in continuo sviluppo e sottoposto a numerosi dibattiti in ambito scientifico, economico, politico e soprattutto etico; le conoscenze riguardo questo straordinario tipo di cellule primitive sono ancora limitate ma i recenti progressi fanno sperare nella loro futura applicazione clinica in maniera stabile o addirittura nel loro utilizzo per la formazione ex novo di interi organi.

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