Cellula staminale

2.3

Cellule staminali fetali

Sono cellule staminali finalizzate all’accrescimento di alcuni tessuti nel neonato, con caratteri intermedi tra quelle dell’embrione e quelle dell’adulto. Tecnicamente, è possibile prelevarle da feti abortivi; occorre però chiarire quali capacità di proliferazione e di differenziamento possono mantenere se coltivate in vitro.

2.4

Cellule staminali da cordone ombelicale

Dal prelievo di sangue fetale dal cordone ombelicale, al momento della nascita, è possibile isolare cellule staminali dotate di grande capacità proliferativa e, allo stato attuale, considerate precursori degli elementi sanguigni. Su queste cellule si basa la cosiddetta terapia del sangue ombelicale, sperimentata come alternativa al trapianto di midollo osseo (TMO) eterologo (cioè da un individuo a un altro). La possibilità di ottenere altri tessuti è ancora allo studio. Alcuni ricercatori propongono l’istituzione di banche di cellule staminali autologhe, nelle quali ciascun individuo potrebbe conservare le proprie cellule staminali del cordone prelevate al momento della nascita, in modo da poterle utilizzare per autotrapianto in caso di necessità.

2.5

Cellule staminali adulte

Nell’adulto le cellule staminali permettono la ricostituzione di tessuti danneggiati. Verso la fine degli anni Novanta è stato dimostrato che, contrariamente a quanto ritenuto in precedenza, non si differenziano esclusivamente in modo da produrre le cellule mature del tessuto cui appartengono, ma possiedono capacità inaspettate, molte delle quali probabilmente devono ancora essere scoperte: ad esempio, cellule staminali nervose possono dare luogo a cellule ematopoietiche, oppure cellule del midollo osseo possono originare cellule epatiche, fenomeno detto transdifferenziamento. Questa proprietà potrebbe essere sfruttata coltivando in vitro cellule di un tessuto e guidandone il differenziamento in modo da potere intervenire nella ricostruzione di tessuti lesionati in modo autologo, cioè trapiantando cellule dello stesso paziente e scongiurando in tal modo il fenomeno del rigetto.

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Prime ricerche

Se l’esistenza di cellule e tessuti capaci di rigenerarsi è un fenomeno noto da tempo nell’istologia e nell’embriologia, derivante dall’osservazione dei meccanismi di sviluppo e di riparazione delle lesioni, l’identificazione delle cellule staminali è relativamente recente. La prima coltura di cellule embrionali di topo si ebbe nel 1981; per l’isolamento e la coltivazione di cellule embrionali umani si dovette attendere il 1998. L’annuncio fu dato da due team della Johns Hopkins University di Baltimora, nel Maryland, e dell’Università del Wisconsin a Madison, che avevano lavorato in modo indipendente, rispettivamente su embrioni ai primissimi stadi di sviluppo (stadio di blastocisti) e su feti abortiti.

Nel 1999 l’équipe del ricercatore italiano Angelo Vescovi dell’Istituto di ricerca sulle cellule staminali presso l’Istituto San Raffaele di Milano ha identificato in individui adulti cellule staminali progenitrici delle cellule nervose, nella regione del cervello posteriore al bulbo olfattivo. Nell’aprile 2001, presso l’Università della California a Los Angeles, cellule staminali derivanti da tessuto adiposo sono state indotte in vitro a differenziarsi in cellule del tessuto cartilagineo, osseo e muscolare.

È del maggio 2001 l’identificazione, nel midollo osseo di topo, di una “supercellula” staminale capace di dare origine a elementi sanguigni, a midollo osseo e a cellule del polmone, dell’intestino e della pelle; la scoperta è opera della New York University School of Medicine. Nel giugno 2001 ricercatori del Laboratorio di Ematologia dell’Istituto Superiore della Sanità hanno isolato dal sangue di cordone ombelicale l’emoangioblasto, cellula staminale da cui sembrano derivare i vasi sanguigni.

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Applicazioni e recenti sviluppi

Al di là dell’interesse prettamente biologico delle scoperte sulle cellule staminali, vi è la speranza di potere definire nuove terapie mediche che ne sfruttino le potenzialità.

L’impiego di cellule staminali adulte, anche se disponibili in minore quantità e di più lenta proliferazione di quelle embrionali, ha fornito risultati incoraggianti. La principale applicazione è la ricostituzione del midollo osseo danneggiato da trattamenti di radio- o chemioterapia; in tal caso, le cellule provengono dal sangue, dal midollo osseo o dal sangue del cordone ombelicale. Un autotrapianto di cellule staminali da midollo osseo è stato effettuato con successo nel cuore di un paziente colpito da infarto del miocardio.

Cellule staminali epidermiche possono essere applicate per la ricostruzione cutanea in caso di gravi ustioni e tumori. Una sfida è rappresentata dall’applicazione della terapia genica alle cellule staminali che, dimostrandosi più ricettive nell’acquisizione di DNA estraneo (inoculato ad esempio tramite virus-vettori), potrebbero essere impiantate in tessuti in cui vi è un difetto genetico.

La ricerca medica si sta attualmente focalizzando sul trattamento di malattie neurodegenerative (morbo di Alzheimer, morbo di Parkinson, còrea di Huntington, sclerosi laterale amiotrofica), di malattie della retina e dell’orecchio, e di alcune malattie metaboliche. Nel febbraio 2000 l’Università della Florida ha utilizzato cellule staminali del pancreas di topo trapiantandole nel pancreas di esemplari affetti da diabete giovanile; le cellule trapiantate hanno prodotto insulina permettendo la regressione della malattia. Il team statunitense del biologo Ron McKay, presso i National Institutes of Health di Bethesda, Maryland, è riuscito a combattere i sintomi del morbo di Parkinson nei ratti impiegando cellule staminali embrionali di topo.

Nell’aprile 2003 due ricercatori dell’Istituto San Raffaele, il già citato Angelo Vescovi e Gianvito Martino, hanno pubblicato uno studio in cui per la prima volta cellule staminali di tipo neurale, prelevate da topi adulti, sono state inoculate in topi affetti da sclerosi multipla e hanno determinato il recupero della capacità di camminare e muovere la coda e, in alcuni esemplari, la guarigione completa. Questo risultato appare di interesse particolare perché per la prima volta è stata curata una malattia che colpisce in modo diffuso il midollo spinale e il cervello (mentre ad esempio nel Parkinson i danni sono più focalizzati).

Un altro passo in avanti nella direzione di una possibile terapia delle malattie neurodegenerative è costituito dalle ricerche del biologo Ping Wu della University of Texas Medical Branch di Galveston, i cui risultati sono stati pubblicati nell’autunno 2002. Un “cocktail” di tre proteine, normalmente coinvolte nel processo di crescita e differenziamento dei neuroni, è stato somministrato a colture in vitro di cellule staminali fetali umane prima di essere impiantate nel cervello o nel midollo spinale di ratti sani, allo scopo di stimolarne il differenziamento in neuroni. La procedura si è rivelata efficace e permetterebbe di limitare il fenomeno per cui cellule staminali neuronali trapiantate nell’ospite tendono a svilupparsi non in neuroni veri e propri, ma in altri tipi cellulari con funzione di sostegno, normalmente presenti nel tessuto nervoso (cellule della nevroglia).