Cellule staminali sono presenti anche nell'individuo adulto.
Le cellule staminali adulte sono cellule non specializzate che si riproducono giornalmente per fornire alcune specifiche cellule: ad esempio 200 miliardi di globuli rossi sono generati ogni giorno nel corpo da cellule staminali emopoietiche. Fino a poco tempo fa si pensava che ognuna di queste cellule potesse produrre unicamente un tipo particolare di cellula: questo processo è chiamato differenziazione (vedi morfogenesi). Tuttavia negli ultimi anni si sono avute prove che le cellule staminali possono acquisire molte forme differenti: è noto che cellule staminali nello stroma del midollo osseo possono trasformarsi in cellule epatiche, neurali, muscolari, renali e follicolari. Caratteristiche molto simili o identiche si ritrovano anche nelle cellule staminali contenute nel tessuto adiposo, presenti in abbondanza e facilmente prelevabili con una semplice lipoaspirazione. il lipoaspirato può essere processato anche immediatamente e rappresenta oggi la fonte più promettente di cellule staminali adulte mesenchimali
Le cellule staminali adulte potrebbero anche essere più versatili. Ricercatori alla New York University School of Medicine hanno estratto cellule staminali dal midollo osseo di topi che loro dicono essere pluripotenti. Trasformare un tipo di cellula staminale in un altro si chiama transdifferenziazione.
Utili fonti di cellule staminali adulte sono in realtà localizzabili in tutti gli organi del corpo. Ricercatori alla McGill University di Montréal hanno ricavato cellule staminali dalla pelle capaci di specializzarsi in molti tipi di tessuto, compresi neuroni, cellule muscolari lisce e cellule adipose. Esse sono state trovate nel derma, lo strato più profondo della pelle: queste cellule staminali giocano un ruolo centrale nella rimarginazione di piccoli tagli. Si ritiene che anche i vasi sanguigni, la polpa dentaria, l'epitelio digestivo, la retina, il fegato ed anche il cervello contengano cellule staminali, utili per la rigenerazione dello stesso sistema nervoso centrale, cervello e midollo spinale. In Italia, attraverso il Registro Nazionale dei donatori di Midollo Osseo, "IBMDR", è possibile rintracciare un donatore volontario di cellule staminali adulte, per la cura varie malattie, tra cui la leucemia.
venerdì 7 gennaio 2011
Il sangue residuo della placenta e del cordone ombelicale costituisce una fonte di cellule staminali
Il sangue residuo della placenta e del cordone ombelicale costituisce una fonte di cellule staminali emopoietiche adulte. Dal 1988 queste cellule staminali da cordone ombelicale sono impiegate per curare il morbo di Gunther, la sindrome di Hurler, la leucemia linfocitica acuta e molte altre patologie che interessano in particolare i bambini. Il sangue è raccolto dal cordone ombelicale - sia in caso di parto spontaneo che di taglio cesareo - facendo un prelievo (in circuito chiuso sterile) dalla vena ombelicale. Una volta raccolto, ne viene calcolato il volume e la quantità di globuli bianchi, che non devono essere inferiori, rispettivamente, a 60 ml e 800 milioni (la quantità dei bianchi minimi alla raccolta è spesso diversa da banca a banca, è però comunemente accettato il fatto che ad unità congelata non debbano essere inferiori a 800 milioni).
Questo sangue non viene analizzato direttamente per agenti infettivi, in quanto gli esami sierologici vengono effettuati sulla partoriente, al parto e a sei mesi dalla donazione. Viene eseguita però la caratterizzazione HLA per determinare se il ricevente sia compatibile o meno con il tessuto ricevuto. I risultati della tipizzazione HLA vengono pubblicati su dei database mondiali - per es. BMDW - accessibili da centri trapianto autorizzati per poter "avviare" una ricerca di tessuto compatibile con il proprio paziente. Il sangue da cordone subisce trattamenti ed è deprivato dei globuli rossi prima di essere conservato in azoto criogenico a una temperatura compresa tra -130 e -196° centigradi per un futuro utilizzo. Al momento del trapianto, il sangue viene scongelato, vengono filtrate le sostanze criopreservanti e somministrato al paziente per endovena o nella cresta iliaca.
Questo genere di terapia, in cui le cellule staminali sono ottenute da un donatore estraneo, è detta allogenica o eterologa. Quando le cellule sono ricavate dallo stesso paziente sul quale saranno utilizzate la conservazione è detta autologa e quando provengono da individui identici, è chiamata singenica. Il trasferimento xenogenico, quindi tra animali appartenenti a diverse specie, è molto poco sviluppato e si ritiene abbia scarse possibilità.
In Italia la conservazione per uso "personale", o più precisamente per uso intrafamiliare, è consentita solo nel caso in cui, al momento del parto, siano presenti nel neonato, nella fratria o nei genitori del neonato stesso, delle patologie che abbiano l'indicazione al trapianto con cellule staminali da sangue placentare. In questo caso si parla di conservazione dedicata (o più propriamente, di uso autologo e uso allogenico correlato) ed è sufficiente presentare un certificato medico degli specialisti che seguono la persona malata.
Per le conservazioni dedicate i criteri di selezione e di esclusione dell'unità dalla raccolta e dal congelamento sono meno rigidi rispetto alle comuni conservazioni.
In caso diverso è comunque consentito, previa autorizzazione delle autorità competenti (vedi Decreto ministeriale del 18 novembre 2009 pubblicato sulla G.U. del 31 dicembre 2009), raccogliere il sangue placentare e spedirlo all'estero a pagamento per la criopreservazione presso laboratori privati, pratica vietata in Italia.
Questo sangue non viene analizzato direttamente per agenti infettivi, in quanto gli esami sierologici vengono effettuati sulla partoriente, al parto e a sei mesi dalla donazione. Viene eseguita però la caratterizzazione HLA per determinare se il ricevente sia compatibile o meno con il tessuto ricevuto. I risultati della tipizzazione HLA vengono pubblicati su dei database mondiali - per es. BMDW - accessibili da centri trapianto autorizzati per poter "avviare" una ricerca di tessuto compatibile con il proprio paziente. Il sangue da cordone subisce trattamenti ed è deprivato dei globuli rossi prima di essere conservato in azoto criogenico a una temperatura compresa tra -130 e -196° centigradi per un futuro utilizzo. Al momento del trapianto, il sangue viene scongelato, vengono filtrate le sostanze criopreservanti e somministrato al paziente per endovena o nella cresta iliaca.
Questo genere di terapia, in cui le cellule staminali sono ottenute da un donatore estraneo, è detta allogenica o eterologa. Quando le cellule sono ricavate dallo stesso paziente sul quale saranno utilizzate la conservazione è detta autologa e quando provengono da individui identici, è chiamata singenica. Il trasferimento xenogenico, quindi tra animali appartenenti a diverse specie, è molto poco sviluppato e si ritiene abbia scarse possibilità.
In Italia la conservazione per uso "personale", o più precisamente per uso intrafamiliare, è consentita solo nel caso in cui, al momento del parto, siano presenti nel neonato, nella fratria o nei genitori del neonato stesso, delle patologie che abbiano l'indicazione al trapianto con cellule staminali da sangue placentare. In questo caso si parla di conservazione dedicata (o più propriamente, di uso autologo e uso allogenico correlato) ed è sufficiente presentare un certificato medico degli specialisti che seguono la persona malata.
Per le conservazioni dedicate i criteri di selezione e di esclusione dell'unità dalla raccolta e dal congelamento sono meno rigidi rispetto alle comuni conservazioni.
In caso diverso è comunque consentito, previa autorizzazione delle autorità competenti (vedi Decreto ministeriale del 18 novembre 2009 pubblicato sulla G.U. del 31 dicembre 2009), raccogliere il sangue placentare e spedirlo all'estero a pagamento per la criopreservazione presso laboratori privati, pratica vietata in Italia.
Cellule staminali amniotiche - liquido amniotico
Le cellule staminali amniotiche possono essere ottenute dal campione residuo prelevato per l'effettuazione dell'esame di diagnosi prenatale facoltativa denominato "amniocentesi". Dal residuo del liquido non utilizzato per l'esame diagnostico si ricavano cellule staminali multipotenti e di grande vitalità, in grado di moltiplicarsi centinaia di volte e capaci di differenziarsi in vari tessuti adulti.
Rispetto alle embrionali, le staminali amniotiche non hanno suscitato problemi etici e - elemento fondamentale dal punto di vista medico - possono essere utilizzate ad uso autologo, cioè direttamente sull'individuo stesso. Questo fatto - che non è attuabile con quelle embrionali, poiché l'embrione da cui originano è stato distrutto - permette una assoluta compatibilità con il "proprietario", senza alcun problema di rigetto.
Il rigetto si può evitare anche con le cellule staminali adulte, ma queste ultime sono più "anziane", con minori capacità differenziative e meno dinamiche rispetto a quelle embrionali, fetali o amniotiche.
Numerosi istituzioni universitarie e centri di ricerca nel mondo sono impegnati a studiare le cellule amniotiche, la cui scoperta è molto recente e le cui potenzialità sono tuttora oggetto di continue scoperte. Ad oggi si ipotizza che queste cellule possano differenziarsi in molti tessuti come quelli cartilaginei, ossei, adiposi, neurali. Esiste una recente pubblicazione di un gruppo franco-italiano ha permesso di differenziare le staminali amniotiche in staminali emopoietiche.
Società private propongono la conservazione a pagamento delle cellule staminali che potrebbero essere utilizzate per il proprietario stesso o per i parenti più stretti (in alcuni casi).
In sintesi, è possibile affermare che le cellule staminali presenti nel liquido amniotico siano in grado di differenziarsi in molti tipi di cellule adulte, conservando caratteristiche di "gioventù" uniche nel percorso biologico dell'individuo.
Riguardo al dibattito etico, l'uso delle cellule amniotiche non presenta controindicazioni e i principali quotidiani cattolici, da "L'Avvenire" all'autorevole "Osservatore Romano", quotidiano ufficiale della Chiesa Cattolica, si sono espressi favorevolmente
Rispetto alle embrionali, le staminali amniotiche non hanno suscitato problemi etici e - elemento fondamentale dal punto di vista medico - possono essere utilizzate ad uso autologo, cioè direttamente sull'individuo stesso. Questo fatto - che non è attuabile con quelle embrionali, poiché l'embrione da cui originano è stato distrutto - permette una assoluta compatibilità con il "proprietario", senza alcun problema di rigetto.
Il rigetto si può evitare anche con le cellule staminali adulte, ma queste ultime sono più "anziane", con minori capacità differenziative e meno dinamiche rispetto a quelle embrionali, fetali o amniotiche.
Numerosi istituzioni universitarie e centri di ricerca nel mondo sono impegnati a studiare le cellule amniotiche, la cui scoperta è molto recente e le cui potenzialità sono tuttora oggetto di continue scoperte. Ad oggi si ipotizza che queste cellule possano differenziarsi in molti tessuti come quelli cartilaginei, ossei, adiposi, neurali. Esiste una recente pubblicazione di un gruppo franco-italiano ha permesso di differenziare le staminali amniotiche in staminali emopoietiche.
Società private propongono la conservazione a pagamento delle cellule staminali che potrebbero essere utilizzate per il proprietario stesso o per i parenti più stretti (in alcuni casi).
In sintesi, è possibile affermare che le cellule staminali presenti nel liquido amniotico siano in grado di differenziarsi in molti tipi di cellule adulte, conservando caratteristiche di "gioventù" uniche nel percorso biologico dell'individuo.
Riguardo al dibattito etico, l'uso delle cellule amniotiche non presenta controindicazioni e i principali quotidiani cattolici, da "L'Avvenire" all'autorevole "Osservatore Romano", quotidiano ufficiale della Chiesa Cattolica, si sono espressi favorevolmente
Cellule staminali fetali - amniotiche - embrionali - adulte
Le cellule staminali adulte sono cellule non specializzate reperibili tra cellule specializzate di un tessuto specifico e sono prevalentemente multipotenti. Queste sono tuttora già utilizzate in cure per oltre cento malattie e patologie. Sono dette più propriamente somatiche (dal Greco σῶμα; sôma = corpo), perché non provengono necessariamente da adulti ma anche da bambini o dai cordoni ombelicali (sia dal sangue del cordone che dal tessuto del cordone stesso)
Le cellule staminali embrionali sono ottenute a mezzo di coltura, ricavate dalle cellule interne di una blastocisti. La ricerca sulle cellule staminali embrionali è ancora ai primi stadi: fare ricerca con cellule umane di questo tipo è una questione controversa: l'utilizzo di cellule staminali embrionali ha sollevato un grosso dibattito di carattere etico. Difatti per poter ottenere una linea cellulare (o stirpe, o discendenza) di queste cellule si rende necessaria la distruzione di una blastocisti, un embrione non ancora cresciuto sopra le 150 cellule; tale embrione è ritenuto da alcuni un primitivo, od almeno potenziale, essere umano, la cui distruzione equivarrebbe all'uccisione di un essere umano già concepito. Il dibattito vede dunque contrapposti coloro che preferiscono adottare, proprio per la mancanza di certezze sul momento in cui possa individuarsi la nascita dell'"essere umano", una posizione prudente e contraria all'utilizzo degli embrioni umani per fini di ricerca, e coloro che condividono e sostengono la necessità di ricerca sulle cellule embrionali umane pur essa implicando la distruzione dell'embrione fermo restando che sarebbero utilizzati solo embrioni congelati che sarebbero poi distrutti per la perdita della loro efficacia. Questi embrioni sono le "rimanenze" di inseminazioni artificiali e circa il loro utilizzo in campo di ricerca la loro potenzialità potrebbe essere sfruttata per una ipotetica terapia di un maggior numero di patologie. Tutto ciò è già possibile negli U.S.A., grazie a finanziamenti soprattutto privati.
Le cellule staminali amniotiche si trovano nel liquido amniotico che circonda il feto durante la gestazione. Le cellule staminali amniotiche hanno caratteristiche biologiche molto simili alle staminali embrionali, ma non hanno le controindicazioni di tipo etico legate alla distruzione dell'embrione. La ricerca su queste cellule è molto recente, ma sono molte le patologie per le quali è prevista l'applicazione sull'uomo: dalle malattie della retina, al diabete, alle malattie neurodegenerative, alla chirurgia ricostruttiva, alle malattie rare... . Esistono, sia in Italia che all'estero, centri pubblici e banche private che conservano le cellule staminali amniotiche in vista di un utilizzo autologo.
Le cellule staminali fetali con caratteristiche multipotenti, sono presenti nell'utero, nel corso dello sviluppo fetale, e vengono ottenute da feti abortiti spontaneamente o da interruzioni di gravidanza.
Le cellule staminali embrionali sono ottenute a mezzo di coltura, ricavate dalle cellule interne di una blastocisti. La ricerca sulle cellule staminali embrionali è ancora ai primi stadi: fare ricerca con cellule umane di questo tipo è una questione controversa: l'utilizzo di cellule staminali embrionali ha sollevato un grosso dibattito di carattere etico. Difatti per poter ottenere una linea cellulare (o stirpe, o discendenza) di queste cellule si rende necessaria la distruzione di una blastocisti, un embrione non ancora cresciuto sopra le 150 cellule; tale embrione è ritenuto da alcuni un primitivo, od almeno potenziale, essere umano, la cui distruzione equivarrebbe all'uccisione di un essere umano già concepito. Il dibattito vede dunque contrapposti coloro che preferiscono adottare, proprio per la mancanza di certezze sul momento in cui possa individuarsi la nascita dell'"essere umano", una posizione prudente e contraria all'utilizzo degli embrioni umani per fini di ricerca, e coloro che condividono e sostengono la necessità di ricerca sulle cellule embrionali umane pur essa implicando la distruzione dell'embrione fermo restando che sarebbero utilizzati solo embrioni congelati che sarebbero poi distrutti per la perdita della loro efficacia. Questi embrioni sono le "rimanenze" di inseminazioni artificiali e circa il loro utilizzo in campo di ricerca la loro potenzialità potrebbe essere sfruttata per una ipotetica terapia di un maggior numero di patologie. Tutto ciò è già possibile negli U.S.A., grazie a finanziamenti soprattutto privati.
Le cellule staminali amniotiche si trovano nel liquido amniotico che circonda il feto durante la gestazione. Le cellule staminali amniotiche hanno caratteristiche biologiche molto simili alle staminali embrionali, ma non hanno le controindicazioni di tipo etico legate alla distruzione dell'embrione. La ricerca su queste cellule è molto recente, ma sono molte le patologie per le quali è prevista l'applicazione sull'uomo: dalle malattie della retina, al diabete, alle malattie neurodegenerative, alla chirurgia ricostruttiva, alle malattie rare... . Esistono, sia in Italia che all'estero, centri pubblici e banche private che conservano le cellule staminali amniotiche in vista di un utilizzo autologo.
Le cellule staminali fetali con caratteristiche multipotenti, sono presenti nell'utero, nel corso dello sviluppo fetale, e vengono ottenute da feti abortiti spontaneamente o da interruzioni di gravidanza.
Tipi di cellule staminali
In base alle potenzialità si possono distinguere quattro tipi di cellule staminali:
Una singola cellula staminale totipotente può svilupparsi in un intero organismo e persino in tessuti extra-embrionali. I blastomeri posseggono questa proprietà.
Le cellule staminali pluripotenti, possono specializzarsi in tutti i tipi di cellule che troviamo in un individuo adulto ma non in cellule che compongono i tessuti extra-embrionali.
Le cellule staminali multipotenti sono in grado di specializzarsi unicamente in alcuni tipi di cellule.
Le cellule staminali unipotenti possono generare solamente un tipo di cellula specializzata.
Le cellule staminali sono anche classificate secondo la sorgente di derivazione, come embrionali, fetali, amniotiche e adulte.
Una singola cellula staminale totipotente può svilupparsi in un intero organismo e persino in tessuti extra-embrionali. I blastomeri posseggono questa proprietà.
Le cellule staminali pluripotenti, possono specializzarsi in tutti i tipi di cellule che troviamo in un individuo adulto ma non in cellule che compongono i tessuti extra-embrionali.
Le cellule staminali multipotenti sono in grado di specializzarsi unicamente in alcuni tipi di cellule.
Le cellule staminali unipotenti possono generare solamente un tipo di cellula specializzata.
Le cellule staminali sono anche classificate secondo la sorgente di derivazione, come embrionali, fetali, amniotiche e adulte.
Cellule staminali
Le cellule staminali sono cellule primitive non specializzate dotate della singolare capacità di trasformarsi in diversi altri tipi di cellule del corpo. Molti ricercatori sostengono che le cellule staminali potranno potenzialmente rivoluzionare la medicina, permettendo ai medici di riparare specifici tessuti o di riprodurre organi.
Sebbene le cellule staminali siano dotate di un potenziale replicativo illimitato, sono normalmente quiescenti (fase G0 del ciclo cellulare) e solo di rado entrano in mitosi (fa eccezione lo sviluppo embrionale). Infatti la parte più consistente del "lavoro replicativo" che porta all'incremento numerico della progenie delle cellule staminali in funzione dell'accrescimento o della riparazione dei tessuti, viene svolto da cellule non staminali definite progenitori o transit amplifying cells (TAC), derivate direttamente dalle cellule staminali, ma parzialmente differenziate e prive della capacità di autorinnovamento. Questa strategia replicativa, che limita il numero di eventi replicativi a cui una cellula staminale va incontro, si fonda probabilmente su due importanti principi tra loro collegati:
Stretto controllo del numero di cellule staminali: ogni cellula staminale occupa una propria nicchia biologica definita da un complesso network di segnali biochimici, che probabilmente forniscono anche alla cellula staminale le informazioni necessarie sul momento opportuno per replicarsi.
Conservazione dell'integrità del genoma delle cellule staminali: un basso numero di replicazioni riduce il rischio di danni al DNA, cioè di mutazioni. Le mutazioni a carico delle cellule staminali sono estremamente nocive e pericolose, poiché:
vengono trasmesse a tutte le generazioni di cellule figlie derivate da quella cellula staminale. Al contrario una mutazione in una TAC si ripercuote solo su di una singola generazione di cellule, che eventualmente dopo un certo tempo verrà comunque sostituita.
possono indurre la cellula staminale a degenerare in senso neoplastico, diventando una cellula staminale tumorale, cioè una tipologia di cellula probabilmente responsabile del continuo rifornimento di nuove cellule che caratterizza lo sviluppo e soprattutto le recidive dei tumori.
Sebbene le cellule staminali siano dotate di un potenziale replicativo illimitato, sono normalmente quiescenti (fase G0 del ciclo cellulare) e solo di rado entrano in mitosi (fa eccezione lo sviluppo embrionale). Infatti la parte più consistente del "lavoro replicativo" che porta all'incremento numerico della progenie delle cellule staminali in funzione dell'accrescimento o della riparazione dei tessuti, viene svolto da cellule non staminali definite progenitori o transit amplifying cells (TAC), derivate direttamente dalle cellule staminali, ma parzialmente differenziate e prive della capacità di autorinnovamento. Questa strategia replicativa, che limita il numero di eventi replicativi a cui una cellula staminale va incontro, si fonda probabilmente su due importanti principi tra loro collegati:
Stretto controllo del numero di cellule staminali: ogni cellula staminale occupa una propria nicchia biologica definita da un complesso network di segnali biochimici, che probabilmente forniscono anche alla cellula staminale le informazioni necessarie sul momento opportuno per replicarsi.
Conservazione dell'integrità del genoma delle cellule staminali: un basso numero di replicazioni riduce il rischio di danni al DNA, cioè di mutazioni. Le mutazioni a carico delle cellule staminali sono estremamente nocive e pericolose, poiché:
vengono trasmesse a tutte le generazioni di cellule figlie derivate da quella cellula staminale. Al contrario una mutazione in una TAC si ripercuote solo su di una singola generazione di cellule, che eventualmente dopo un certo tempo verrà comunque sostituita.
possono indurre la cellula staminale a degenerare in senso neoplastico, diventando una cellula staminale tumorale, cioè una tipologia di cellula probabilmente responsabile del continuo rifornimento di nuove cellule che caratterizza lo sviluppo e soprattutto le recidive dei tumori.
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