Concetti Chiave
- Le cellule staminali embrionali si ottengono dalla massa cellulare interna della blastula e possono essere differenziate in vari tessuti prima del trapianto.
- Le iPSC si ricavano da cellule epidermiche del paziente e vengono riprogrammate in laboratorio attraverso i geni OKSM, identificati da Yamanaka.
- I geni OKSM interagiscono tra loro e attivano Nanog, un fattore di trascrizione che supporta l'auto-rinnovamento delle cellule staminali indifferenziate.
- Le cellule staminali offrono potenzialità terapeutiche significative, ma devono essere completamente differenziate per prevenire la formazione di tumori teratopi.
- Possono essere utilizzate per creare modelli di malattie in vitro, consentendo la sperimentazione di farmaci in un ambiente controllato.
Indice
Processo di differenziazione delle cellule staminali
Le cellule embrionali staminali si prendono dalla massa cellulare interna, dalla blastula, vengono poi disgregate e fatte differenziare in vari tessuti attraverso diversi terreni di coltura, per poi essere trapiantate nel soggetto bisognoso. Per ottenere le iPSC si prelevano invece dal paziente cellule epidermiche, le quali vengono coltivate in laboratorio, dove si cerca di riprogrammare 4 geni individuati da Yamakana, i così detti geni OKSM; Yamanaka ha infatti dimostrato che modificando/riattivando quei geni la cellula riacquisita la sua potenzialità staminale. Questi geni vengono inseriti attraverso dei plasmidi episomiali, dove è però presente un promotore forte. Se l’operazione va a buon fine, nel giro di 3 settimane gli ammassi cellulari possono essere congelati oppure disgregati per farli differenziare.
Interazione e funzione dei geni OKSM
I 4 geni individuati da Yamanaka (Oct, Kyf, Sox, Myc) codificano per proteine tipiche dello stadio embrionale. I geni interagiscono anche tra loro, inducendo l’espressione di un altro gene che codifica la Nanog, un fattore di trascrizione coinvolto nell’auto-rinnovamento delle cellule indifferenziate staminali embrionali. Inoltre, in particolare, il Myk induce la trascrizione di molti geni legati alla proliferazione cellulare e favorisce un rilassamento della struttura della cromatina.
Potenzialità terapeutiche e rischi delle cellule staminali
Le cellule staminali hanno grandi potenzialità terapeutiche, ma finora sono state utilizzate solo in studi sperimentali su topi, attraverso i quali si è compreso che è fondamentale che tutte le cellule staminali si siano differenziate prima che vengano impiantate perché altrimenti causano tumori detti teratopi. Infine le cellule staminali possono essere utilizzate per creare malattie in vitro, di modo da avere un modello della malattia presente nel paziente racchiuso però in una capsula petri, dove è ad esempio possibile testare dei farmaci.
Domande da interrogazione
- Qual è il processo di ottenimento delle cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC)?
- Qual è il ruolo dei geni OKSM nel processo di differenziazione delle cellule staminali?
- Quali sono i rischi associati all'uso delle cellule staminali in terapia?
Le iPSC si ottengono prelevando cellule epidermiche dal paziente e riprogrammandole in laboratorio attraverso l'attivazione di 4 geni noti come geni OKSM, come dimostrato da Yamanaka. Questo processo consente alle cellule di riacquistare la loro potenzialità staminale.
I geni OKSM (Oct, Kyf, Sox, Myc) codificano per proteine embrionali e interagiscono tra loro per attivare l'espressione di Nanog, un fattore di trascrizione che promuove l'auto-rinnovamento delle cellule staminali indifferenziate, favorendo anche la proliferazione cellulare.
Le cellule staminali presentano potenzialità terapeutiche, ma se non completamente differenziate prima dell'impianto, possono causare tumori teratopi. Inoltre, possono essere utilizzate per creare modelli di malattie in vitro, utili per testare farmaci.
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