Le cellule staminali: potenzialità e applicazioni terapeutiche

Totipotenza e pluripotenza embrionale

Le cellule di un embrione (fino allo stadio di morula) sono totipotenti: possono dare origine agli annessi embrionali e ai tessuti differenziati. Con lo sviluppo dell’embrione le cellule perdono parte della loro capacità di produrre tutti i tipi di tessuti: allo stadio di blastocisti, le cellule embrionali sono pluripotenti (ESC). Le cellule totipotenti e pluripotenti sono chiamate cellule staminali embrionali.

Cellule staminali adulte e multipotenti

Negli individui adulti sono presenti cellule staminali che possono dare origine a un numero molto ristretto di tipi di cellule e sono dette perciò multipotenti (SSC): le cellule del midollo osseo producono continuamente i globuli bianchi e i globuli rossi del sangue (cellule staminali ematopoietiche). Le cellule multipotenti vengono chiamate staminali somatiche.

Cellule staminali pluripotenti indotte

Una terza tipologia di cellule staminali è rappresentata da cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC). Queste cellule si ottengono riprogrammando cellule adulte differenziate tramite l’introduzione di geni normalmente espressi nelle staminali embrionali. Questi geni codificano per fattori trascrizionali in grado di indurre uno stato di de-differenziamento, che riporta la cellula adulta indietro nel tempo e le fa riacquistare la pluripotenza. Le iPSC rappresentano uno strumento ideale per la terapia genica. Partendo da un qualsiasi tessuto adulto è possibile prelevare una cellula con il difetto genetico, renderla pluripotente, correggere il difetto inserendo un gene funzionante e poi farla differenziare nel tipo cellulare più adatto da reinfondere nel paziente.

Per capire meglio il contenuto del format vi propongo questo racconto (che non appartiene al format).

Divisione asimmetrica delle staminali

Le cellule staminali si dividono in modo diverso dalle altre cellule, in quanto compiono una divisione asimmetrica: ogni cellula staminale dividendosi produce una cellula uguale a se stessa e una destinata a differenziarsi. In questo modo viene garantito sia il mantenimento della popolazione di cellule staminali sia la generazione di cellule differenziate necessarie all’organismo.

Differenziamento e regolazione genica

Il processo che nelle cellule porta alla perdita della potenzialità di dare origine a più tipi cellulari (differenziamento) è determinato da una fine modulazione della regolazione genica: vengono inattivati progressivamente più geni, fino a lasciare accesi, nelle cellule differenziate, solo quelli necessari a svolgere la funzione a cui esse sono destinate. Per dirla in modo molto semplice, è come se le cellule durante il differenziamento imparassero un mestiere analogamente a come facciamo noi lungo la vita: man mano che cresciamo scegliamo dei percorsi di studi sempre più specializzati, fino a maturare conoscenze approfondite per svolgere un determinato lavoro. Un po’ come uno studente di medicina non dimentica gli studi di fisica , pur non applicandosi tutti i giorni, le cellule differenziate non perdono le informazioni geniche per funzioni diverse da quelle che devono svolgere ma, semplicemente, non le utilizzano. Ecco perché è possibile risvegliare i geni inattivi nelle cellule adulte trasformandole in cellule staminali e ottenere da esse cellule per altri tessuti.