Le cellule staminali sono cellule a uno stadio di sviluppo non specializzato e per questo mantengono la potenzialità di differenziarsi in varie tipologie di cellule.
Questa proprietà è il motivo per cui le cellule staminali rappresentano un fattore fondamentale per mantenere l’equilibrio dei tessuti e degli organi e per promuoverne la riparazione in seguito a traumi, infezioni o malattie.
In questo articolo parliamo di:
- Quali sono le caratteristiche delle cellule staminali? Cosa le contraddistingue dalle cellule normali?
- Cosa si intende per “potenza” di una cella staminale?
- Per quali tipologie di terapie possono essere usate le cellule staminali?
- Le potenzialità terapeutiche delle Vescicole Extracellulari ottenute dalle cellule staminali: i risultati di uno studio
- Quali sono le prospettive future fornite da questo studio?
- Fonti
Quali sono le caratteristiche delle cellule staminali? Cosa le contraddistingue dalle cellule normali?
Tutte le cellule che compongono i tessuti del corpo sono cellule differenziate: questo significa che sono andate incontro a un processo di sviluppo e trasformazione che le ha portate ad assumere caratteristiche precise e abbastanza statiche e immutabili.
Il processo di specializzazione cellulare è un fenomeno che, sintetizzando, possiamo considerare a senso unico; infatti, nessuna cellula differenziata può ripercorrere a ritroso il processo di differenziamento.
Tuttavia, le cellule staminali possiedono una caratteristica unica: possono dare origine all’infinito a cellule figlie identiche alla cellula madre, garantendo il mantenimento dei tratti di staminalità. Questo avviene attraverso due tipi di divisione cellulare:
- Simmetrico, quando la cellula staminale madre va incontro a divisione per creare due cellule staminali figlie, entrambe in grado di rinnovarsi indefinitamente
- Asimmetrico: la cellula madre si divide per dare origine a due cellule figlie, una delle quali mantiene la capacità di autorinnovamento, mentre l’altra inizia il processo di differenziamento, diventando una cellula specializzata come una cellula muscolare, cardiaca o della pelle.
Cosa si intende per “potenza” di una cella staminale?
La potenza di una cellula staminale si riferisce alla sua capacità di differenziarsi in vari tipi di cellule. Esistono quattro livelli di potenza:
Il concetto di “potenza” per una cellula staminale si riferisce alla sua capacità di differenziarsi in molteplici tipologie cellulari.
Esistono quattro livelli di potenza:
- Totipotenza: con questo termine si descrive la capacità di dare origine di fatto a un individuo completo. La cellula staminale totipotente per eccellenza è lo zigote, il prodotto della fecondazione tra lo spermatozoo e la cellula uovo.
La capacità di poter dare origine a tutti i tessuti del corpo è conservata dalle cellule embrionali fino allo stadio di 8 cellule (blastomero), raggiunto circa 2-3 giorni dopo la fecondazione.
- Pluripotenza: caratteristica delle cellule staminali presenti nella blastocisti, uno stadio particolare dell’embrione che viene raggiunto dopo una settimana dalla fecondazione.
Le cellule pluripotenti possono dare origine a tutti i tessuti del corpo ma non a un individuo intero.
- Multipotenza: rappresenta la capacità di dare origine a tipi di tessuti specifici.
- Unipotenza: le cellule unipotenti garantiscono il ricambio cellulare continuo per tessuti come la pelle e l’intestino. Queste cellule possono differenziarsi solo in un tipo specifico di cellula; ad esempio, le cellule uni-potenti della pelle possono dare origine solo a cellule epidermiche.
Le cellule staminali sono una risorsa di importanza straordinaria per il futuro della medicina rigenerativa proprio grazie alla loro capacità di differenziarsi e auto-rinnovarsi.
La sfida per il futuro è l’utilizzo di queste cellule per la riparazione dei tessuti e per il trattamento di diverse patologie.
Per quali tipologie di terapie possono essere usate le cellule staminali?
La terapia con le cellule staminali può essere usata per riparare danni tissutali utili a ristabilire un quadro fisiologico: un esempio può essere la riparazione del danno a specifici gruppi di cellule o tessuti, come le cellule pancreatiche produttrici di insulina o i trapianti di midollo osseo.
Una terapia riconosciuta a livello globale che vede l’uso di cellule staminali è il trapianto di cellule staminali del sangue, che può essere usato per trattare linfomi, mielomi, leucemie.
Il trapianto di cellule staminali del sangue può essere:
- Allogenico: quando il pool di cellule staminali proviene da un donatore compatibile
- Autologo: quando le cellule staminali sono prelevate, curate con farmaci chemioterapici e reintrodotte nella stessa persona
Uno dei primi successi importanti nel trapianto di cellule staminali del sangue è stato nella cura della ADA-SCID, una malattia grave del sistema immunitario.
Nel 2016, l’EMA ha approvato una terapia genica ex-vivo per questa condizione, che prevede la modifica genetica delle cellule staminali ematopoietiche in laboratorio per correggere il difetto genetico.
La ricerca continua per estendere l’applicabilità delle cellule staminali a nuove patologie, inclusi danni cardiaci post-infarto, malattie neurodegenerative come il Parkinson, lesioni spinali e distrofia muscolare di Duchenne.
Le potenzialità terapeutiche delle Vescicole Extracellulari ottenute dalle cellule staminali: i risultati di uno studio
Un nuovo studio condotto da un gruppo di ricerca dell’Università di Perugia ha prodotto risultati molto interessanti sul ruolo delle vescicole extra-cellulari.
Nello specifico, questi dati evidenziano come le vescicole extra-cellulari che derivano dalle cellule staminali presenti nel liquido amniotico siano in grado di riprogrammare le funzionalità specifiche di popolazioni cellulari immunitarie.
In particolare, il risultato più sorprendente è stato quello osservato su una popolazione di cellule dell’immunità caratterizzata da deregolazione in alcune patologie autoimmuni.
Il risultato della ricerca è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista “Journal of Extracellular Vesicles”. I dati prodotti hanno evidenziato come le capacità delle vescicole extracellulari provenienti dalle cellule staminali che popolano il liquido amniotico, siano in grado di ripristinare la funzionalità di una particolare sottopopolazione di cellule dendritiche che prendono il nome di cDC2.
Questo tipo di cellule dendritiche acquisiscono un fenotipo fortemente infiammatorio nelle patologie neurodegenerative e autoimmunitarie, come la sclerosi multipla.
In questo studio, inoltre, è stata riconfermata l’importanza delle vescicole extracellulari, che si stanno rivelando via via essere importanti agenti di comunicazione tra le cellule. Queste, infatti, funzionano come navette per espletare una rapida trasmissione delle informazioni tra le cellule di diversi organi e tessuti.
Le vescicole sono nanostrutture formate da una membrana fosfolipidica esterna, che sono rilasciate e prodotte da tutte le cellule del nostro organismo e di conseguenza potenzialmente presenti nei fluidi corporei quali sangue, linfa, urina, latte e liquido amniotico.
Grazie a recenti nuove metodologie oggi è possibile sia l’isolamento che la caratterizzazione di queste nanostrutture biologiche.
Quali sono le prospettive future fornite da questo studio?
La ricerca che ha portato alla conclusione di questo studio nasce alcuni anni fa dall’intuizione di alcuni ricercatori di usare il liquido amniotico residuo proveniente dalle analisi delle amniocentesi, come fonte di cellule staminali.
In un secondo momento il gruppo ha poi avuto l’intuizione di provare a isolare anche le vescicole extracellulari prodotte dalle stesse cellule staminali presenti nel liquido amniotico ai fini di caratterizzarle e studiarne le funzioni.
L’utilizzo di questo tipo di matrice per ottenere cellule staminali, infatti, consente anche di superare alcune questioni etiche, biologiche ed economiche che spesso circondano le terapie cellulari con le staminali.
Le ricercatrici e i ricercatori hanno dimostrato come molte delle funzioni associate alle cellule staminali del liquido amniotico possono essere riprodotte anche dalle vescicole extracellulari da loro prodotte, facendo quindi ipotizzare
Il gruppo è riuscito a dimostrare come molte delle funzioni associate alle cellule staminali del liquido amniotico possano essere attribuite e riprodotte anche dalle vescicole extracellulari prodotte dalle cellule stesse.
Questo può suggerirci come le vescicole extracellulari del liquido amniotico possano anche essere usate come nuovi sistemi per regolare le risposte autoimmuni, così da aprire inedite prospettive per lo sviluppo di terapie innovative.
Fonti
https://www.issalute.it/index.php/la-salute-dalla-a-alla-z-menu/c/cellule-staminali#caratteristiche-delle-cellule-staminal
[https://doi.org/10.1080/20013078.2024.1876543](https://doi.org/10.1080/20013078.2024.1876543)
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