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Indice: Definizione: Le cellule staminali sono degli elementi cellulari
“madre” da cui hanno origine altre cellule più mature. Una delle loro
caratteristiche primarie è quella di essere cellule altamente
indifferenziate. Con il termine “indifferenziate” si indica l'assenza di
caratteristiche morfologiche, antigeniche e funzionali che sono invece
tipiche delle cellule mature o differenziate a cui le cellule staminali
danno origine.
Esempi in natura: L'esempio più noto di come le cellule staminali siano utilizzate da alcuni animali per la rigenerazione è sicuramente la coda della lucertola: l'animale è in grado di perderla volontariamente come misura di difesa (autotomia) e farla ricrescere in qualche giorno: questo è reso possibile dall'abbondanza di cellule staminali lungo il piano di rottura della coda, che riescono a differenziarsi e moltiplicarsi rapidamente grazie alle due caratteristiche già citate. Alcuni tipi di salamandra sono addirittura in grado di far ricrescere le zampe perse, così come alcune piovre per i tentacoli. Le rane sono in grado di rigenerare abbozzi di arti, comunque poco funzionali. Le stelle marine (echinodermi) possono formare nuovi bracci, e da un braccio amputato si può formare una nuova stella, clone della prima.
Distinzione per origine:
Cellule staminali embrionali Le cellule staminali embrionali si trovano esclusivamente negli embrioni a stadi di sviluppo molto precoci e si estinguono con il progredire dello sviluppo embrionale. Sono cellule essenzialmente totipotenti o pluripotenti, cioè in grado di produrre tutti i tipi di cellule differenziate che si trovano nei vari tessuti di un organismo adulto. Vennero isolate e mantenute in vita con successo per la prima volta da James Thomson, un biologo della UW-Madison, nel novembre del 1998. L’utilizzo delle cellule staminali embrionali è vincolato a due importanti problematiche: la prima è legata alle difficoltà tecniche relative al loro raccolta, la seconda è di natura etica in quanto l’ottenimento di una cellula staminale embrionale comporta la distruzione dell’embrione stesso. Cellule staminali somatiche Le cellule staminali somatiche possono avere origine sia fetale che adulta e sono tessuto-specifiche, risiedono cioè in particolari distretti tissutali (o nicchie) per dare origine ai vari tipi di cellule differenziate che costituiscono il tessuto in cui si trovano. Un esempio sono le cellule staminali ematopoietiche. Le cellule staminali ematopoietiche (HSC, Hematopoietic Stem Cells) sono le cellule staminali somatiche più studiate e meglio caratterizzate. Esse si trovano prevalentemente negli organi ematopoietici e in particolare nel midollo osseo. Sono capaci di autorinnovarsi e di differenziarsi in 8-10 tipi di cellule mature del sangue e di essere mobilitate al di fuori del midollo osseo, trasferendosi nel circolo sanguigno. Cellule staminali cordonali Le cellule staminali del cordone ombelicale sono cellule progenitrici multipotenti indifferenziate capaci di rigenerarsi autonomamente per numerosi cicli replicativi. Esse vengono raccolte alla nascita dal sangue cordonale (60-100 cc di sangue estraibile da un singolo cordone) seguendo procedure di raccolta non invasive che non sottopongono mai il donatore a rischi sia procedurali che infettivi. La popolazione di cellule staminali cordonali è eterogenea in quanto consta di diversi tipi di staminali:
Distinzione per potenza: Oltre alla distinzione per origine, le cellule staminali possono essere classificate in base alla loro capacità di differenziazione:
Le cellule di questo tipo, presenti solo nelle prime fasi di formazione dell'embrione, sono in grado di dare origine a un intero organismo. Le staminali totipotenti possono formare anche tessuti extra-embrionali, come la placenta. Lo zigote, ovvero la prima cellula formata dopo la fecondazione, è una cellula staminale totipotente, che moltiplicandosi forma la morula, anch'essa formata di staminali totipotenti.
Queste cellule staminali hanno una capacità differenziativa simile alle totipotenti (possono formare qualunque tipo di cellule), ma non possono formare un organismo intero, così come non possono generare tessuti esterni all'embrione. L'embrione, durante il suo sviluppo, è formato principalmente di cellule di questo tipo, che si formano prima della gastrulazione.
Le cellule staminali multipotenti conservano una certa capacità differenziativa, ma inferiore alle pluripotenti: possono infatti dare origine a una sola linea cellulare. Ad esempio, le staminali emopoietiche sono in grado di differenziarsi naturalmente solo in elementi figurati del sangue, e non in tessuto muscolare o nervoso, ad esempio. Le normali cellule staminali somatiche sono multipotenti e risiedono solo nello specifico tessuto a cui sono destinate.
Queste cellule possono essere considerate staminali in senso lato: sebbene siano in grado di formare un unico tipo di cellule (ad esempio solo linfociti), conservano la capacità di autorinnovamento, possono quindi replicarsi all'infinito per riparare un tessuto, risorse permettendo.
Rischio tumori: Il fatto che le cellule staminali abbiano una capacità replicativa pressoché infinita, le rende particolarmente pericolose: sembrerebbe infatti che la causa di molti tumori sia costituita proprio da cellule staminali "impazzite", ovvero non più in grado di controllare la suddivisione. Questo rischio, che si fa concreto nelle sperimentazioni cliniche, ha indotto i ricercatori ad abbandonare la tecnica della proliferazione per ottenere grandi quantità di cellule staminali pluripotenti, dato che la trasformazione neoplastica di queste è frequente nella differenziazione. Viceversa, se si producono staminali di grado inferiore (più differenziate) e poi si fanno replicare, l'operazione risulta molto più sicura. Storia: 1960 - Joseph Altman e Gopal Das presentano prove dell'esistenza e dell'attività di cellule staminali nel cervello: questa scoperta contraddice una nozione data per scontata all'epoca, ovvero che i neuroni non siano in grado di riprodursi e che non si generino nuovi neuroni nella fase adulta; credenza formulata da Cajal. 1963 - McCulloch e Till scoprono la presenza di cellule staminali attive nel midollo osseo di topo. 1968 - Trapianto di midollo osseo tra due fratelli tratta con successo la Sindrome da Immunodeficienza Grave Combinata. 1978 - Vengono scoperte cellule staminali ematopoietiche nel cordone ombelicale umano. 1981 - Vengono derivate cellule embrionali staminali di topo dalla massa cellulare interna. 1992 - Cellule staminali neurali sono coltivate in vitro sotto forma di neuro sfere. 1992 - Claudio Bordignon completa la prima procedura medica al mondo mirante alla terapia genica delle malattie ereditarie, usando cellule staminali come vettori per il materiale genetico. 1995 - Bill Clinton firma una legge che rende illegali fondi federali per la ricerca su cellule staminali ottenute con la distruzione dell'embrione. 1997 - Si dimostra che la leucemia è originata da cellule staminali ematopoietiche: è la prima prova diretta dell'esistenza di un nesso tra cellule staminali e cancro. 1998 - James Thomson e i suoi collaboratori derivano la prima linea di cellule staminali embrionali presso L'Università del Wisconsin-Madison. 2000 - Vengono pubblicati numerosi studi sulla plasticità delle cellule staminali adulte. 2003 - Songtao Shi dell'NIH scopre una nuova fonte di cellule staminali adulte nei denti da latte dei bambini. 2004/2005 - Hwang Woo-Suk asserisce di avere creato numerose linee di cellule staminali embrionali umane da ovociti umani non fertilizzati. Si scoprirà poi che non era vero. 19 luglio 2006 - George W. Bush firma il veto della legge che avrebbe permesso l'uso di fondi federali per la ricerca su cellule staminali ottenute dalla distruzione dell'embrione. 7 gennaio 2007 - Un pool di scienziati, comprendenti l'italiano Paolo De Coppi, annuncia di aver scoperto cellule staminali nel liquido amniotico. 8 aprile 2008 – I fibroblasti vengono trasformati in cellule staminali pluripotenti, in grado di curare nei topi di laboratorio il morbo di Parkinson. Il risultato viene pubblicato sulla rivista scientifica Pnas (Proceedings of the national academy of sciences). Ottobre 2008 - Nasce in Lombardia la prima banca al mondo per la conservazione delle cellule staminali del liquido amniotico. 9 marzo 2009 - Il presidente americano Barack Obama ha rimosso, con un ordine esecutivo, i limiti al finanziamento pubblico alla ricerca sulle cellule staminali embrionali. 8 marzo 2010 - Il gruppo di ospedali americano Caritas Christy (il più grande del New England) sigla con Biocell Center un'intesa per la conservazione delle cellule staminali amniotiche prelevate nei propri centri. 10 ottobre 2010 - Negli USA inizia la sperimentazione su soggetti umani di cellule staminali impiantate direttamente nel midollo spinale per valutarne le potenzialità nella risoluzione di problemi legati ad handicap di tipo motorio. Staminali vegetali: La cosmetica, per ovvi motivi di tipo etico, non utilizza cellule animali, bensì vegetali, che agiscono sulla membrana delle cellule dei tessuti umani laddove trovano i “recettori” che fungono da porta di ingresso per le molecole della matrice cellulare circostante: quando i recettori vengono a contatto con alcune sostanze ricavate dalle cellule staminali, le legano a sé formando i cosiddetti “ligandi” e attivano i processi rigenerativi e riparativi. Le cellule staminali aiutano, come una iniezione di giovinezza, a riprogrammare le cellule più vecchie portandole indietro nel tempo. Le cellule staminali vegetali hanno la particolare caratteristica di riprodursi all'infinito,di essere flessibili e quindi si adattano a svolgere qualsiasi tipo di funzione. Due sono le popolazioni di cellule staminali delle piante: una comprendente il meristema del germoglio apicale, l’altra il meristema della radice apicale, che danno luogo alla formazione della pianta. Le cellule staminali vegetali sono totipotenti, perché mantengono la capacità di rigenerare l’intera pianta, ossia una volta differenziate, a differenza di quelle animali, conservano la pluripotenza. Rif. [25] [26] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [I] [II] [III] [IV] [V] |
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