Cellule staminali: una speranza per il futuro

Si sente spesso parlare di cellule staminali e di come siano ampiamente utilizzate nel mondo della ricerca. Infatti, queste rappresentano una grande speranza nel campo della medicina rigenerativa, ma cosa sono in realtà? Come si generano?

Le cellule staminali sono cellule indifferenziate capaci di dividersi in maniera illimitata e differenziare in altri tipi cellulari: nervose, ossee, del cuore, della pelle, del fegato e del pancreas. Possono essere prelevate dall’embrione, dal feto o dall’adulto e a seconda della potenzialità delle cellule staminali, sono classificate in: totipotenti, se danno origine ad un organismo intero; pluripotenti, se generano molti tipi di tessuti ma non un organismo completo e multipotenti, se differenziano solo in cellule dei tessuti dalle quali vengono prelevate. Pertanto, le cellule staminali embrionali (ESC) si distinguono da quelle adulte perchè le prime sono totipotenti mentre le ultime sono multipotenti. Tuttavia, le ESC non possono essere prelevate dagli embrioni umani sia per questioni etiche che legali, perciò tali cellule sono rese pluripotenti.

La trasformazione delle cellule staminali embrionali in cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) avviene attraverso un processo di riprogrammazione che introduce all’interno delle ESC, i fattori essenziali che inducono la pluripotenza. Essi vengono chiamati “Fattori di Yamanaka” dal nome dello scienziato che li ha scoperti o anche “OSKM”, acronimo delle iniziali dei quattro fattori: Oct4 , Sox2, Klf4, Myc. Questi geni riprogrammano il genoma riportando la cellula ad uno stato primordiale, in grado di generare tutti i tipi cellulari dell’embrione tranne i tessuti extraembrionali, cioè quei tessuti che formano gli annessi embrionali permettendo al feto di impiantarsi e sopravvivere nell’utero materno.

Nel 2006 un gruppo di scienziati giapponesi, guidato da Shinya Yamanaka, è riuscito ad ottenere iPSC da cellule del derma detti fibroblasti, sia di topo e sia umani l’anno successivo. Sono stati raccolti 24 geni iniziali che potevano indurre la pluripotenza ed ognuno è stato introdotto nei fibroblasti di topo. Queste cellule sono state trapiantate in topi nudi, che hanno un sistema immunitario inibito, per poter osservare le diverse combinazioni dei 24 geni e identificare i quattro fattori di trascrizione essenziali.

Ulteriori scoperte hanno dimostrato che le iPSC possono essere create anche con combinazioni di geni diversi, non solo da fibroblasti di topo umani, ma anche da cellule della mucosa gastrica e del fegato. Tuttavia, il processo di riprogrammazione deve essere migliorato così da rendere più efficienti tali cellule, che rappresentano una grande promessa per la cura di numerose patologie oggi incurabili, come il morbo di Parkinson, il morbo di Alzheimer o la sclerosi multipla.

[GM]

Fonti:
Ebrahimi. Reprogramming barriers and enhancers: strategies to enhance the efficiency and kinetics of induced pluripotency. Cell regeneration. (2015) 4:10 DOI 10.1186/s13619-015-0024-9

Kejin Hu. All roads lead to induced pluripotent stem cells: the technologies of iPSC generation. Stem cells And development. Volume 23, number 12, 2014. DOI: 10.1089/scd.2013.0620