Cellule Staminali

Le cellule staminali sono le cellule ‘madri’ da cui derivano tutte le altre cellule del nostro corpo. Possono essere paragonate a mattoncini che la natura utilizza per costruire, hanno il potenziale per diventare qualsiasi tipo di cellula – dallo strato di pelle che si trova sotto la pianta dei nostri piedi, ai fotorecettori nei nostri occhi.

Nonostante gli scienziati suggerirono la loro esistenza nel lontano 1908, solo dopo circa settant’anni (1978) riuscirono ad avere la certezza che non si trattava solo di teoria, grazie all’analisi del cappello e successivamente, nel sangue del cordone ombelicale. Da quel momento le cellule staminali attirarono l’attenzione degli scienziati e dei media. Poiché ci fu molta speculazione circa la loro potenzialità nel poter risolvere ogni sorta di problemi medici, quindi curare malattie come l’Alzheimer o la creazione di interi nuovi organi, grazie alla loro capacità di trasformarsi in qualsiasi tipo di cellula e quindi sostituire quelle danneggiate o perse.

Tuttavia, questa eccitazione non fece altro che aprire dibattiti e polemiche (lo è ancora oggi) che riguardavano principalmente la fonte delle cellule staminali. Le più criticate sono state le cellule staminali embrionali, le quali vengono raccolte 5-7 giorni dopo la fecondazione di un embrione umano. La ricerca sulle cellule staminali embrionali è consentita solo in alcuni stati degli Stati Uniti ed è autorizzato, soggetta a controlli stretti, nel Regno Unito. Ma i ricercatori hanno anche rivolto le loro attenzioni verso la ricerca sulle cellule staminali adulte.

Le cellule staminali che si trovano negli adulti rimangono dallo sviluppo fetale in tessuti specifici, come il midollo osseo e tessuto adiposo, la loro funzione è sostituire quello vecchio, quindi le cellule morte. La differenza principale tra le cellule staminali adulte e quelle embrionali è che le adulte non sono in grado di trasformarsi in molti tipi di cellule al contrario delle cellule staminali embrionali. Questo però non significa che non siano altrettanto importanti, infatti sono ancora in possesso di un bel po’ di potenziale terapeutico, ed è per questo che vengono utilizzate nella ricerca sulle cellule staminali di oggi.

cellule staminali possibili strattamenti
Cellule staminali possibili e strattamenti

Nel 2006, gli scienziati scoprirono che potevano riprogrammare le cellule adulte normali, come le cellule della pelle. Anche se le cellule della pelle hanno già raggiunto il loro obiettivo finale, possono essere ‘riprogrammate’ per diventare staminali simili mediante trattamento con specifiche proteine. Queste cellule sono state chiamate ‘cellule staminali pluripotenti indotte’ (iPSCs). Tuttavia, le IPSCs sono in fase di sperimentazione, i loro geni sono regolati in modo diverso da quelle delle cellule staminali di derivazione naturale, e i ricercatori non sono ancora sicuri di come questo potrebbe influenzare il loro comportamento. Nonostante ciò, sono considerate una delle scoperte più interessanti che riguardano la medicina moderna e questo lo dimostra il fatto che negli ultimi 5-10 anni parecchi scienziati e ricercatori hanno concentrato i loro studi sulle cellule staminali pluripotenti indotte.

Il potenziale illimitato delle cellule staminali

Sono molto importanti perché hanno poteri di guarigione funzionali in tutto il corpo umano. Le terapie con cellule staminali sono in fase di sviluppo per una vasta gamma di malattie. Alcuni trattamenti sono in una fase iniziale, mentre altri hanno progredito grazie a test clinici sull’uomo.

Malattia di Alzheimer – Le cellule adulte riparano e sostituiscono i vecchi neuroni presenti nel cervello, in quella zona chiamata ippocampo. Nei pazienti con l’Alzheimer, vengono soppressi da una proteina chiamata amiloide beta-42. Gli scienziati stanno sviluppando nuovi farmaci per ridurre la beta amiloide-42, che dovrebbe permettere a queste cellule staminali di riattivarle continuando così a svolgere il loro lavoro.

Diabete di tipo 1 (pancreas) – Il diabete di tipo 1 è causato dalla perdita di cellule nel pancreas che producono insulina – cellule insulari. Le cellule staminali adulte del midollo osseo sono state trapiantate in topi diabetici, dove vengono integrate nel pancreas e trasformate in cellule insulari. Questi test sono stati eseguito anche con le cellule staminali adulte dal tessuto adiposo con risultati ancora migliori.

Danni agli occhi – Le cellule staminali embrionali possono essere trasformate in anticipo, o ‘programmate’ in cellule fotorecettrici, in laboratorio. L’idea è che possono poi essere impiantate nella retina consentendo al paziente di riacquistare la vista. Finora la tecnica è stata testata solo nei roditori, e gli scienziati stanno ancora sviluppando strumenti e protocolli per consentire di eseguire questa tecnica sugli esseri umani. Questo è costoso, ma i primi risultati sui topi sono comunque promettenti.

Trachea – Per creare una trachea sostituibile, le cellule staminali del midollo osseo del paziente vengono coltivati in cellule della cartilagine in laboratorio, dove sono necessari alcuni trattamenti. La prima trachea ingegnerizzata in laboratorio è stata impiantata su un paziente nel 2008.

Cuore – Dopo un attacco di cuore, il muscolo cardiaco che è stato privato di ossigeno muore, e attualmente non si conoscono rimedi alternativi per ripararlo. Ma grazie alle cellule staminali si potrebbe risolvere questo problema. Sono in corso degli studi clinici sull’estrazione di cellule staminali dal midollo osseo dei pazienti, che hanno il potenziale per diventare cellule del cuore. Queste cellule vengono poi iniettate nuovamente nel cuore del paziente per aiutare a riparare il tessuto danneggiato.


Ginocchio – Le cellule staminali adulte dal midollo osseo o tessuto adiposo del paziente sono già state utilizzate per riparare l’artrite nell’articolazione del ginocchio. Le cellule vengono raccolte, coltivate o trattate in laboratorio, e poi re-iniettate nuovamente dentro il ginocchio danneggiato del paziente. Diversi studi hanno riportato una riduzione del dolore, maggiore mobilità e un miglioramento della qualità della cartilagine.

Qualche numero

Un milione – Le cellule staminali emopoietiche (che danno origine a tutte le cellule del midollo osseo o sangue) trapiantate in tutto il mondo da dicembre 2012. (Fonte: Worldwide Network for Blood and Marrow Transplantation)

40 per cento – I trapianti di cellule staminali indipendenti internazionali, questo significa che il donatore vive in un paese diverso da quello del destinatario. (Fonte: US National Institute of Health)

200 – La stima del numero di cellule specializzate nel corpo umano (Fonte: Australian Stem Cell Centre)

Riparare il cuore con le cellule staminali

I vasi sanguigni bloccati o danneggiati intorno al cuore possono causare malattie cardiache, e devono essere sostituiti durante la chirurgia cardiaca. Le cellule staminali coltivate dal proprio corpo saranno presto utilizzate per riparare i danni.

Le cellule staminali embrionali possono essere utilizzate per trattare le lesioni del midollo spinale.

Procedura

Raccolta – Le cellule staminali vengono isolate e trattate con proteine grazie alle quali si trasformeranno in cellule necessarie per formare vasi sanguigni. Le cellule staminali dei pazienti stessi hanno meno probabilità di essere rigettate dal sistema immunitario .

Incubazione – Vengono selezionate le proteine che fungono da ‘impalcatura’ (scaffold è il termine che viene utilizzato in inglese) su cui far crescere le cellule. Dovranno essere in grado di resistere alle alte pressioni sanguigne, essere elastiche in modo che possano allungarsi e contrarsi con variazioni nel flusso sanguigno.

Crescita – Le cellule crescono dentro un bioreattore (un dispositivo in grado di fornire un ambiente adeguato alla crescita di organismi biologici) che funge da incubatore, appositamente progettato.

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