Le cellule staminali, con la loro capacità di trasformarsi, sembrano essere un ottimo rimedio per molte malattie. Scopri cosa sono le cellule staminali, quali malattie sono attualmente utilizzate per curare le cellule staminali e quali sono le prospettive di sviluppo della terapia con cellule staminali? Da dove viene lo scetticismo degli specialisti?

Le cellule staminalihanno la capacità di trasformarsi in altri tipi di cellule. La terapia con cellule staminali è sicuramente uno dei concetti più accattivanti e promettenti della medicina moderna. Sembrerebbe che l'elenco delle loro applicazioni mediche dovrebbe essere infinito: riparazione di tessuti danneggiati, crescita di organi sostitutivi …

Tuttavia, i fatti sono diversi. Sebbene l'inizio della ricerca sulle cellule staminali sia avvenuto negli anni '60, il loro utilizzo è stato finora limitato a poche indicazioni ben definite.

Le idee per l'uso delle cellule staminali sono abbondanti, tuttavia l'introduzione all'uso clinico è limitata da una serie di fattori, tra i quali emerge la questione della sicurezza di questo tipo di terapia.

Cosa sono le cellule staminali?

Le cellule staminali sono essenziali per la formazione del corpo umano. Nelle prime fasi dello sviluppo, l'embrione umano è costituito interamente da cellule staminali. Nel tempo subiscono dei cambiamenti, dando origine a tutte le linee cellulari che compongono il corpo umano.

Il secondo ruolo importante delle cellule staminali è quello di colonizzare alcuni tessuti di un organismo maturo e fungere da "magazzino". Se necessario, sono in grado di trasformarsi in cellule di un determinato tessuto che muoiono o sono danneggiate. Tuttavia, questo è possibile solo per alcuni tessuti.

Le cellule staminali sono quindi quelle cellule che hanno la capacità di trasformarsi in altri tipi cellulari più specializzati.

La caratteristica più importante delle cellule staminali, che le distingue dalle altre cellule, è il modo in cui si dividono.

Durante la divisione, una cellula staminale può differenziarsi, ovvero crea una cellula figlia di un tipo specifico (es. una cellula muscolare, nervosa o epiteliale).

Esistono diversi tipi di cellule staminali, a seconda della loro natura: alcune di essepossono trasformarsi in qualsiasi tipo di cellula figlia, mentre altri possono solo creare cellule che costituiscono un certo tipo di tessuto (ne parleremo più avanti).

La seconda importante caratteristica delle cellule staminali è anche legata alla loro divisione. Durante la formazione di una cellula figlia, la cellula madre non scompare senza lasciare traccia. Nel processo di divisione viene creata un' altra cellula staminale, identica alla "cellula madre".

Il risultato di una divisione cellulare madre è una cellula madre e una cellula figlia specializzata.

Questo meccanismo è chiamato auto-rinnovamento. Grazie ad esso, le cellule staminali non si "consumano" e non consentono alle dimensioni del loro pool di diminuire.

Tipi di cellule staminali

Come già accennato, le cellule staminali possono trasformarsi in altri tipi di cellule quando si dividono. Una cellula staminale può quindi diventare una cellula figlia? Beh, no

Le cellule staminali sono divise in quattro sottogruppi, a seconda dell'ampiezza dello spettro di cellule che può derivare dalla loro divisione.

Le cellule staminali che costituiscono l'embrione umano sono in grado di dare origine a tutti i tipi di linee cellulari. A loro volta, alcune cellule staminali che abitano i tessuti di un essere umano adulto possono trasformarsi solo in un tipo strettamente definito di cellule che costruiscono un determinato tessuto.

La divisione delle cellule staminali dovuta alla possibilità di creare varie cellule figlie è la seguente:

  • cellule staminali totipotenti

Queste sono cellule con il più ampio potenziale di differenziazione che possono evolvere in qualsiasi tipo di cellula figlia. Le cellule totipotenti formano uno zigote (una cellula risultante dalla fecondazione di un uovo da parte di uno spermatozoo), così come un embrione nelle prime fasi del suo sviluppo. Tutti i tipi di cellule che compongono il corpo umano possono essere creati da cellule totipotenti.

  • cellule staminali pluripotenti

Le cellule pluripotenti possono anche trasformarsi in molti tipi di cellule. Le cellule placentari sono un'eccezione, tuttavia. Le cellule pluripotenti formano il cosiddetto nodo embrionale, che è una delle strutture formate nella prima settimana di sviluppo dell'embrione.

Le cellule pluripotenti del nodo embrionale danno origine a tre cosiddette gli strati germinali, da cui poi si sviluppano tutti i tessuti del nostro organismo. Sebbene i nomi degli strati germinali suonino un po' complicati (ectoderma, mesoderma ed endoderma), i tessuti formati da essi sono noti a tutti.

L'ectoderma produce pelle e strutturanervoso, dal mesoderma - il sistema circolatorio e muscolo-scheletrico, e dall'endoderma - il sistema respiratorio e la maggior parte del sistema digerente.

  • cellule staminali multipotenti

Le cellule multipotenti sono un gruppo di cellule staminali con un potenziale di differenziazione leggermente più ristretto. Sebbene da esse si possano ancora ricavare diversi tipi di cellule, di solito sono cellule di un tipo simile. L'esempio principale di cellule in questo sottogruppo sono le cellule multipotenti del midollo osseo, note anche come cellule staminali ematopoietiche. Possono trasformarsi in qualsiasi cellula del sangue, come eritrociti o vari tipi di leucociti. Tuttavia, non sono in grado di produrre le cellule che costruiscono altri tessuti.

  • cellule staminali unipotenti

Questo tipo di cellula può diventare solo un tipo di figlia. Solitamente le cellule unipotenti fungono da serbatoio per il rinnovamento e la riparazione dei tessuti adulti. Un esempio di cellule unipotenti sono le cellule staminali epidermiche, che si trovano nella pelle umana.

Dove reperire le cellule staminali

Ottenere cellule staminali è fondamentalmente possibile in due modi:

La loro prima fonte è un embrione umano, dal quale vengono isolate le cosiddettecellule staminali embrionali . Si tratta di cellule del caratteretotipotenteopluripotente , e quindi in grado di differenziarsi in tutti i tipi di tessuti.

Viene chiamato il secondo tipo di cellule staminalicellule staminali somatiche(o cellule staminali "adulte"). Questo tipo di cellula deriva - come suggerisce il nome - dal corpo umano adulto.

In condizioni normali, si tratta di cellule che abitano vari organi

  • midollo osseo
  • muscoli
  • fegato
  • pelle
  • vasi sanguigni

In questi organi, le cellule staminali fungono da serbatoio, consentendo la rigenerazione dei tessuti danneggiati.

Non è difficile intuire che le cellule staminali somatiche abbiano un potenziale di differenziazione più limitato di quelle di origine embrionale. Le cellule adulte sonomultipotentiounipotenti , cioè possono trasformarsi in cellule di un tipo simile o anche in un solo tipo di cellula figlia.

Trovare e ottenere cellule staminali somatiche in un corpo adulto è una vera sfida. Il numero di questi tipi di cellule nei tessuti è molto piccolo.

Una volta raccolti, sono molto difficili da coltivare in laboratorio, quindi è difficile ottenerliquantità maggiori

Per ora, le cellule staminali adulte sono ottenute solo da poche fonti. Per le cellule staminali ematopoietiche, questi sono:

  • midollo osseo
  • sangue periferico
  • sangue del cordone ombelicale

A loro volta, dal tessuto adiposo e dal midollo osseo si ottengono i cosiddetticellule staminali mesenchimali . Possono trasformarsi in diversi tipi di tessuti:

  • osso
  • condrale
  • muscolo
  • grasso

Le terapie con l'uso di cellule staminali mesenchimali sono ancora in fase di ricerca - finora la loro sicurezza ed efficacia non sono state confermate.

Vale la pena menzionare un altro tipo di cellule staminali, che è una specie di ibrido dei due precedenti. Questo è chiamatocellule staminali pluripotenti indotte

Si tratta di cellule staminali ottenute da un organismo adulto che sono state riprogrammate in laboratorio per conferire loro le caratteristiche delle cellule germinali.

Usi attuali delle cellule staminali

Poiché conosciamo già i tipi e le possibilità di differenziazione delle cellule staminali, la domanda rimane: quali di esse e come vengono utilizzate in medicina?

  • cellule staminali embrionali

Le cellule staminali embrionali non sono approvate per nessun tipo di terapia. Come mai? Ecco alcuni motivi.

Innanzitutto, il loro uso comporta dilemmi etici. Le cellule staminali embrionali sono ottenute da embrioni destinati alla ricerca, il più delle volte creati durante le procedure di fecondazione in vitro. Le questioni etiche sono uno dei fattori che limitano il progresso della ricerca sulle cellule staminali ottenute in questo modo.

Il secondo ostacolo all'uso delle cellule germinali è puramente scientifico. Sono cellule con un grande potenziale di differenziazione e possono trasformarsi in qualsiasi tipo di cellula figlia. Finora non è stato trovato alcun metodo per controllare il loro comportamento.

Le cellule staminali embrionali, dopo l'impianto nel corpo umano, formano tumori composti da varie cellule disposte in modo caotico. Questi tipi di tumori sono chiamati teratomi (teratoma latino). Siamo costantemente alla ricerca di modi per dirigere le cellule germinali in modo tale che si trasformino nel tessuto desiderato.

L'uso di cellule staminali embrionali comporta anche il rischio di rigetto - si tratta di materiale estraneo (simile a un trapianto d'organo da un donatore non imparentato).

Il rischio c'èmolto meno quando si utilizzano cellule staminali adulte donate e ricevute dallo stesso paziente. Chiamiamo questa procedura un trapianto autologo.

  • cellule staminali adulte

Sebbene l'uso di cellule staminali adulte sia anche associato a molte limitazioni, solo questo tipo di cellule staminali è attualmente utilizzato in medicina. L'ottenimento di cellule staminali adulte non richiede la coltura dell'embrione, quindi solleva molti meno dilemmi morali. Le cellule staminali adulte sono utilizzate nei seguenti tipi di terapia:

  • Trapianto di cellule staminali ematopoietiche

Il trapianto di cellule staminali ematopoietiche è attualmente l'unica terapia di routine con cellule staminali utilizzata con successo in tutto il mondo. Il cosidetto I trapianti di midollo osseo sono un metodo per il trattamento di molte malattie ematologiche.

In primo luogo, vengono utilizzati in pazienti con immunodeficienze primarie, cioè anomalie ereditarie del sistema immunitario. Il trapianto di midollo osseo è spesso l'unico modo per loro di ottenere cellule immunitarie correttamente funzionanti.

Il secondo gruppo di pazienti che potrebbe richiedere un trapianto di cellule staminali ematopoietiche sono quelli il cui midollo osseo è stato danneggiato, ad esempio a causa di un trattamento antitumorale aggressivo.

Una situazione del genere può essere desiderabile in caso di tumori del sangue (es. leucemie), quando l'obiettivo della terapia è distruggere il sistema ematopoietico coperto dal processo neoplastico, e quindi la sua ricostruzione con l'aiuto dello stelo impiantato celle

  • trattamento di ferite estese con cellule staminali epidermiche

Le cellule staminali epidermiche sono un modo per curare ferite estese, come ustioni.

L'intera procedura è la seguente: in primo luogo, le cellule staminali epidermiche vengono raccolte da un frammento della pelle sana del paziente.

Quindi queste cellule vengono sottoposte a coltura di laboratorio in condizioni che ne consentano la moltiplicazione intensiva.

Una volta ottenuto il numero corretto di cellule, queste vengono posizionate sulla superficie della ferita.

Un ulteriore vantaggio della terapia è che il corpo del paziente non può rifiutare tale "medicazione" - è stata fatta con le sue stesse cellule.

  • trattamento oftalmico con l'uso di cellule staminali corneali limbari

Un' altra terapia con l'uso di cellule staminali è stata approvata relativamente di recente. Si tratta di un farmaco contenentecellule staminali corneali limbari, che consentono la ricostruzione dell'epitelio corneale (lo strato anteriore, esterno del bulbo oculare).

Come nel caso precedente, la "fonte" delle cellule è il paziente stesso, e più specificamente il suo occhio sano.

Dopo che le cellule staminali sono state raccolte, vengono moltiplicate in laboratorio e quindi somministrate all'occhio colpito. Un'indicazione per l'uso della terapia è una carenza di cellule staminali corneali limbari, dovuta ad esempio al danneggiamento di una sostanza chimica.

Il futuro delle cellule staminali

Il testo sopra presenta brevemente gli usi attuali e - come si può vedere - molto limitati delle cellule staminali in medicina.

La ricerca in quest'area è molto complessa e le cellule staminali pongono ancora più domande che risposte.

Di tanto in tanto nel mondo scientifico ci sono informazioni sulle scoperte rivoluzionarie ad esse correlate, ma sfortunatamente in molti casi si scopre che i risultati della ricerca pubblicata non sono veritieri.

Questo è stato il caso, ad esempio, del forte tentativo di impiantare cellule staminali del midollo osseo nella cicatrice post-infartuale del muscolo cardiaco. I presunti risultati positivi di tale terapia hanno innescato una valanga di ulteriori sperimentazioni in altri centri clinici, ma alla fine tutti gli esperimenti si sono conclusi con un fallimento.

Sono necessari ancora molti anni di ricerca per poter utilizzare le cellule staminali in modo efficace e sicuro in medicina.

Gli scienziati cercano costantemente di saperne di più sui meccanismi insoliti del loro funzionamento.

Quali fattori influenzano il processo di differenziazione delle cellule staminali?

Questo processo è controllabile?

Cosa fare per poterli moltiplicare efficacemente?

Quali delle malattie finora incurabili hanno davvero una possibilità di essere curate con tale terapia?

Queste e molte altre domande sono costantemente oggetto di continua ricerca scientifica.

A questo punto, vale la pena ricordare che mentre gli usi terapeutici delle cellule staminali sono limitati, sono utili in altre aree della medicina.

Un esempio è la ricerca sui processi del cancro. Le cellule staminali consentono di simulare un tale processo in condizioni di laboratorio e quindi di testare su di esse potenziali terapie (ad es. nuovi farmaci antitumorali).

Le direzioni della ricerca in corso sulle cellule staminali sono, ad esempio, applicazioni in:

  • malattie neurodegenerative (es. morbo di Alzheimer)
  • lesioni del midollo spinale
  • lesioni del sistema muscolo-scheletrico

oinfine, tenta di ricostruire interi organi (es. pancreas nel diabete di tipo I).

Dobbiamo essere consapevoli che le cellule staminali non sono un toccasana e che ogni potenziale applicazione viene studiata in modo indipendente e deve essere sottoposta a una serie di studi clinici prima dell'approvazione.

Infine, vale anche la pena mettere in guardia contro le "cliniche" che offrono la terapia con cellule staminali senza alcuna autorizzazione.

Questi tipi di esperimenti finiscono per perdere denaro nel migliore dei casi e nel peggiore dei casi - la tua salute e persino la tua vita.

Circa l'autoreKrzysztof BialaziteStudente di medicina al Collegium Medicum di Cracovia, entra pian piano nel mondo delle continue sfide del lavoro del medico. Si interessa in particolare di ginecologia e ostetricia, pediatria e medicina dello stile di vita. Amante delle lingue straniere, dei viaggi e delle escursioni in montagna.

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Salute