Cellule staminali: cosa sono e a cosa servono?

Le cellule staminali hanno un enorme potenziale per svelare incognite della scienza che finora hanno rappresentato una sfida per l'essere umano.

Oggi non è strano sentire in qualsiasi telegiornale il termine cellule staminali, ma sappiamo cosa sono in realtà? Le cellule staminali presentano due caratteristiche essenziali:

  1. Capacità di autorinnovamento: ovvero la capacità di generare altre cellule staminali.
  2. Capacità di differenziarsi in uno o più tipi di cellule.

Quanti più tipi di cellule abbraccia la capacità di differenziamento di una cellula staminale, maggiore sarà il suo potere di differenziamento. In base a tale caratteristica, vengono classificati diversi tipi di cellule staminali.  

Differenziamento delle cellule staminali

Cellule staminali

Il differenziamento non è altro che la capacità di adottare le caratteristiche morfologiche e funzionali di un tipo di cellula in concreto. Questo procedimento ha luogo quando la cellula staminale adotta solo la configurazione genetica tipica della cellula in cui si trasformerà. L’obiettivo è che si esprimano solo i geni del tipo cellulare in questione.

Una volta adottata la nuova configurazione genetica, la cellula acquisirà gradualmente le caratteristiche della cellula “target”. Dopo diverse divisioni cellulari, otterremo una cellula differenziata completamente funzionale.

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Classificazione delle cellule staminali

Cellule

Uno dei modi più estesi di classificare le cellule staminali è in base al loro potere di differenziamento. Ne esistono quattro tipi:

  1. Cellule totipotenti. Sono quelle che presentano un maggior potere di differenziamento. Sono in grado di formare un organismo completo, inclusi i tre foglietti embrionali (endoderma, mesoderma ed ectoderma), i tessuti che formano il sacco vitellino e la placenta. L’unica cellula staminale totipotente nell’essere umano è lo zigote che si forma quando l’ovulo viene fecondato dalla spermatozoo.
  2. Cellule pluripotenti. Sono capaci di generare cellule dei tre foglietti embrionali ma non di formare un organismo completo. Ad esempio, una cellula staminale pluripotente può differenziarsi in una fibra muscolare (tipo cellulare derivato dal mesoderma) o in un dente (derivato dall’ectoderma).
  3. Cellule multipotenti. In questo gruppo troviamo le cellule ematopoietiche, neuronali e mesenchimali. Generano cellule di uno stesso foglietto embrionale. Una cellula staminale ematopoietica potrà differenziarsi in qualsiasi tipo cellulare sanguigno: globuli rossi, bianchi e piastrine.
  4. Cellule unipotenti. Sono quelle con meno potere di differenziamento, in quanto possono differenziarsi in un unico tipo cellulare. Un esempio chiaro di questo gruppo sono le cellule staminali dell’epidermide, che si trovano nello strato basale della pelle.

A cosa servono le cellule staminali?

Ricercatore

L’interesse delle cellule staminali in campo medico e nella ricerca risiede proprio nella loro capacità di differenziamento. Presentano un potenziale enorme per decifrare incognite della scienza che fino a questo momento hanno costituito una vera sfida per l’essere umano. A seguire esponiamo alcuni esempi:

  1. Migliorare la conoscenza del decorso di una malattia: in molte occasioni conosciamo alla perfezione l’origine della malattia. Ad esempio si sa che l’Alzheimer è causato da un accumulo di alcune proteine che colpiscono l’architettura cerebrale. Tuttavia, non sappiamo come si sviluppa tale procedimento: quando avviene? perché? Come colpisce la funzionalità neuronale nelle prime fasi della malattia? Tutte queste domande potrebbero trovare risposta grazie alle cellule staminali. Differenziando le staminali in neuroni in vitro, è possibile riprodurre la malattia in modo abbastanza esatto. In tal modo, è possibile svelare cosa succede nell’arco di tale processo patologico.
  1. Generare cellule sane per sostituire quelle malate: è la cosiddetta medicina rigenerativa. Questa tecnica potrebbe essere impiegata in una moltitudine di processi. Ad esempio, quando una persona soffre di un’ustione di terzo grado, è necessario sostituire l’area danneggiata. Utilizzando le cellule staminali della propria pelle, è possibile generare nuovo tessuto epidermico con il quale rimpiazzare la zona danneggiata. 
  1. Valutare l’efficacia di nuovi farmaci: come sappiamo tutti, i farmaci devono essere sottoposti a molteplici test prima di poter essere messi in commercio. Uno di questi test consiste nel provare i farmaci sugli esseri umani. Utilizzando le cellule staminali, potremmo generare in vitro ambienti molto simili al microambiente interno di un essere umano vivente in cui testare il farmaco. Ad esempio, un farmaco per il trattamento di una cardiopatia potrebbe essere previamente testato nel tessuto cardiaco generato a partire dalle cellule staminali.
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