Cellule staminali

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La ricerca sulle staminali offre un'importante finestra sul futuro della medicina. Solo nel 1950, sperimentando sui trapianti di midollo osseo, si è scoperto l?esistenza delle cellule staminali e nel 1956 si effettuò, con successo, il primo trapianto di midollo osseo e si riuscì a rigenerare, per la prima volta, un tessuto corporeo irrimediabilmente compromesso. Quanti tipi di cellule sono presenti nel nostro organismo? Come vengono utilizzate? E?lecito poter sperare che le staminali consentiranno in un futuro non lontano la ricostruzione e la sostituzione di tessuti i deteriorati o distrutti, permettendo così di curare malattie come cancro, diabete, artrosi, etc.?

Cosa sono le cellule staminali: caratteristiche peculiari.

Le staminali sono cellule non specializzate ad assolvere alcuna funzione specifica, ma anche cellule primitive ossia da cui derivano tutte le altre presenti nel corpo. Esse, infatti, mediante un processo che è noto come differenziamento cellulare, sono capaci di dare origine a tutti i 200 distinti tipi di cellule che compongono il corpo umano.

Una staminale infatti, in ogni divisione cellulare, da origine ad un’altra staminale indifferenziata e quindi identica alla progenitrice e ad una cellula matura che, avendo perso la capacità di replicarsi in maniera indifferenziata, costituisce l’origine di un tessuto specifico (sangue, muscolo, etc.). La proprietà di originare ad ogni divisione una cellula indifferenziata identica alla progenitrice fa sì che le staminali conservino in un tempo ragionevolmente lungo le capacità di auto rigenerarsi.

Una staminale inoltre può differenziarsi in una o più tipologie di cellule del corpo.

Tipologie di cellule staminali.

Le cellule staminali sono presenti solo in alcune parti del corpo e ad oggi possono essere prelevate in quattro diverse sedi per cui abbiamo:

Cellule Adulte. Provengono dal corpo dell’adulto. Sono presenti essenzialmente nello stroma del midollo osseo e nel sangue. Queste cellule possono produrre solo cellule ematiche e sono utilizzate per il trapianto.

Approfondisci cosa sono le cellule staminali adulte, la loro funzione e l' utilizzo nell’attuale terapia medica.Embrionali. Provengono dalla massa cellulare interna alle blastocisti. Per comprendere cosa è questa struttura partiamo dallo zigote che contiene le cellule che, sviluppandosi, daranno origine all’embrione e placenta. Ovviamente tali cellule saranno del tipo totipotente perché in grado di generare un organismo completo e vivente. Per tale motivo devono potersi differenziare in tutte le famiglie cellulari che lo costituiranno. Dopo solo 4 giorni dalla fecondazione queste cellule totipotenti iniziano già a specializzarsi e si presentano sotto forma di una struttura che reca internamente una cavità che è appunto la blastocisti. Il contenuto della blastocisti è noto come massa cellulare interna e contiene le cellule embrionali. Le cellule embrionali, in quanto totipotenti, possono dar luogo a tutti i tessuti dei tre strati germinali dell’embrione ma non un altro embrione perchè non sono in grado di dare origine alla placenta che per svilupparsi necessita che la blastocisti sia impiantata sulla parete dell’utero.

Amniotiche. Si ricavano dal liquido amniotico che si preleva dalle gestanti con l’amniocentesi.

Fetali. Sono quelle che si ottengono da aborti. Aborti che sono a tutti gli effetti dei cadaveri è pertanto il loro utilizzo e equiparabile a quello dell’utilizzo a fine terapeutico degli organi espiantati ai cadaveri. Sono staminali del tipo pluripotenti in quanto destinate all'accrescimento dei tessuti del feto abortito.

Sangue del cordone ombelicale. Sono quelle che vengono reperite nel sangue presente nel cordone ombelicale o nella placenta provenienti sia da un parto naturale che con taglio cesareo. Le cellule staminali da cordone ombelicale nel nostro paese possono essere utilizzate solo per trapianto allogenico (ossia possono essere trapiantate su un soggetto compatibile e non sul medesimo soggetto). O meglio la loro conservazione è consentita solo in banche pubbliche con fine di trapianto allogenico. All’esterno in banche private è possibile conservare a pagamento le staminali del cordone ombelicale per trapianto autologo.

La donazione del cordone ombelicale viene effettuata al momento del parto e non comporta rischi ne per la madre, ne per il bambino.

Alcune cellule staminali possono diventare qualsiasi tipo di cellula dell'organismo e sono perciò dette Totipotenti. Nella specie umana le uniche cellule totipotenti sono gli zigoti che si ottengono con la fecondazione, ossia con l’unione della cellula maschile e femminile.

Altre invece sono già parzialmente differenziate e possono divenire cellule di un numero circoscritto di organi, dette pluripotenti, o di una sola tipologia di cellule, dette Unipotenti.

Utilizzo terapeutico delle cellule staminali e prospettive di future terapie.

Attualmente le cellule staminali vengono utilizzate per:

Trapianto di midollo osseo. Viene effettuato quando il midollo osseo del paziente, in seguito ad alcune patologie, che di seguito analizzeremo, è compromesso e funziona in maniera difettosa. Col trapianto si sostituiscono le staminali emopoietiche malate con altre compatibili che possono appartenere: al medesimo paziente (provenienti dal sangue del cordone ombelicale surgelate alla nascita e conservate in apposite banche) ed allora si parla di trapianto autologo oppure ad un donatore compatibile ed allora si parla di trapianto allogenico. Le patologie che possono essere curate con trapianto delle cellule staminali (del midollo) sono:

• Talessemia (malattia ereditaria che induce anemia).
• Aplasia midollare (insufficienza del midollo che determina la mancata produzione delle cellule sanguigne).
• Leucemia (alterazione neoplasica dello sviluppo dei globuli bianchi).
• Linfomi (tumori dei linfociti localizzati negli organi emopoietici).
• Mieloma (malattia neoplastica con proliferazione e accumulo nel midollo di linfociti e altre cellule del plasma).

Per procedere al trapianto di midollo si distrugge preventivamente il midollo malato con dosi elevati di farmaci chemioterapici e radiazioni (con una tecnica denominata Total Body Irradiation) e poi mediante una trasfusione gli vengono perfusi le cellule staminali da trapiantare. Le nuove staminali dal sangue si spostano nelle cavità ossee ed iniziano a produrre nuove cellule ematiche. In talune forme di neoplasie il trapianto di midollo autologo viene effettuato per riparare i danni prodotti da radioterapia particolarmente intensa. Naturalmente in previsione di tali danni si preleva al paziente il midollo e quindi le staminali prima dell’inizio della cura.

Trapianto di staminali cutanee.Cellule staminali della pelle prelevate al paziente stesso possono essere coltivate e moltiplicate in provetta e poi reimpiantate allo scopo di ricoprire elevate aree del corpo interessate da lesioni (come accade in seguito ad estese ustioni). Oltre che le lesioni da ustioni tale tecnica è utilizzata anche per la cura di fistole diabetiche (ulcere generalmente localizzate ai piedi e causate dal diabete), epidermolisi bollosa (gruppo di malattie genetiche procurate da alterazione o mancanza di proteine che consentono l’adesività cutanea).

In un futuro che si spera non lontano le cellule staminali potranno essere utilizzate in un gran numero di potenziali terapie sfruttando la loro principale caratteristica di poter sostituire tessuti e organi che risultano danneggiati e che attualmente è possibile solo sostituire con trapianti di organi espiantati da cadaveri. Di seguito riportiamo qualcuna delle possibili applicazioni che sembrano avere le migliori prospettive.

• Riparazione del tessuto cardiaco danneggiato da infarto.
• Riparazione di tessuto cerebrale danneggiato da ictus.
• Riparazione del tessuto delle arterie e vene compromesso da aterosclerosi o patologie ipertensive.
• Riparazione del tessuto nervoso danneggiato da malattie a carattere degenerative come il morbo di Parkinson e l’Alzheimer, la Sclerosi a placche, la malattia di Huntington, etc.
• Riparazione del midollo spinale compromesso da traumi che determinano paraplegia.
• Riparazione dei tessuti dell’occhio (cornea e retina) compromessi da malattie degenerative e che compromettono parzialmente/totalmente le facoltà visive.
• Riparazione dei tessuti dell’apparato acustico.
• Riparazione/ricostruzione delle cartilagini articolari (come ad esempio quella del ginocchio) deteriorate da patologie degenerative come l’artrosi.
• Ripristino di enzimi cellulari che favoriscono il catabolismo e la cui assenza induce accumulo nei lisosomi cellulari.

Approfondisci la capacità di rigenerazione cellulare nell'uomo di cui sono responsabili le cellule staminali.

Aspetti etici dell’utilizzo delle staminali.

La ricerca sulle staminali nonostante le enormi prospettive che sembrava poter aprire ai futuri sviluppi della medicina è stata ed è ancora fortemente frenata da un serrato dibattito di ordine etico. Il motivo è che le cellule staminali più promettenti sono quelle embrionali che in quanto totipotenti possono diversificarsi in qualsiasi tipo di cellula o tessuto. Sorge quindi immediatamente il dubbio se sia giusto o sbagliato considerare l’embrione un insieme di cellule con cui poter sperimentare o invece una nuova vita.

In Italia la legge vieta la loro estrazione da embrioni di 5 giorni anche se questi sono embrioni congelati per la fecondazione in vitro e soprannumerari.

In altri paesi come gli USA invece tali ricerche sono possibili. Ed anzi l’attuale presidente Obama ha stanziato per tale scopo ingenti risorse pubbliche. Comunque nonostante tali limitazioni una nuova speranza si è aperta con la scoperta che è possibile riprogrammare una staminale adulta e ricondurla allo stadio embrionale e quindi di totipotenza. E forse tutto questo renderà inutile l’utilizzo delle cellule staminali embrionali superando le discordie delle questioni etiche.