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Medicina Rigenerativa Veterinaria

Tabella dei Contenuti

MEDICINA RIGENERATIVA

COSA SONO LE CELLULE STAMINALI?

Le staminali sono cellule immature da cui derivano tutte le cellule specializzate che compongono gli organi.
Sono cellule indifferenziate che, a differenza delle cellule mature, mantengono la capacità di auto-rigenerarsi e specializzarsi in tutti i tipi cellulari di cui un organismo è composto.

Queste cellule sono fondamentali sia nello sviluppo embrionale in cui dallo zigote, un ovulo fecondato consistente di un’unica cellula, viene data origine a qualunque tipo di cellula e tessuto del corpo, sia nell’individuo adulto in cui garantiscono un’inestinguibile riserva.

Nell’adulto risiedono in nicchie all’interno delle quali sono mantenute indifferenziate in uno stato di quiescenza e sono attivate mediante stimoli ambientali per garantire il fisiologico tournover delle diverse popolazioni tissutali (epitelio intestinale, cute, midollo osseo…) o per risanare tessuti usurati o danneggiati da lesioni o malattie.

La loro capacità auto-rigenerante, che permette di mantenere una riserva di cellule staminali a disposizione dell’organismo, è garantita da due metodi di replicazione: simmetrica e asimmetrica.

Nella divisione asimmetrica (fig.1) una delle due cellule figlie resta identica alla madre e la seconda, definita “committed”, dà luogo a cellule precursore che si differenziano in cellule somatiche.

divisione asimmetrica fig 1
divisione asimmetrica fig 1

Nella divisione simmetrica invece le due cellule figlie possono essere identiche (divisione espansiva) (Fig.2A), o diverse (divisione differenziativa) (Fig.2B) dalla cellula madre staminale.

divisione simmetrica Figura 2
divisione simmetrica Figura 2

L’equilibrio tra i due tipi di divisione garantisce l’auto-mantenimento di staminalità all’interno della popolazione.

Questo sistema ha il vantaggio di poter aumentare o diminuire il numero di staminali entro un tessuto quando se ne presenti la necessità.

La maggior parte delle cellule staminali utilizza entrambi i metodi di divisione (simmetrica ed asimmetrica) e l’equilibrio tra essi è controllato dallo stadio dello sviluppo dell’organismo e da fattori ambientali (1).

La capacità di specializzarsi garantisce alle staminali di coprire quasi l’intera gamma di cellule di tessuti dell’organismo con specifiche funzioni.
Questa proprietà è detta potenza ed è presente a diversi livelli a seconda della capacità differenziativa delle cellule.

CAPACITA’ DIFFERENZATIVA DELLE CELLULE STAMINALI

CLASSIFICAZIONE DELLE CELLULE IN BASE ALLA PROVENIENZA

La possibilità di isolare le cellule staminali, espanderle e indirizzarle verso un tipo cellulare specifico è sfruttata dai ricercatori per produrre nuove cellule utilizzabili in medicina rigenerativa.

Per motivi etici inerenti l’uso delle cellule staminali embrionali, le ricerche si sono concentrate sulle cellule staminali adulte che, rispetto alle prime, mostrano minor plasticità ma una stabilità maggiore.

Tra tutte le staminali le Cellule Stromali Midollari hanno attirato l’attenzione dei ricercatori in quanto sono dotate di maggior plasticità, caratteristica che le rende particolarmente interessanti per la medicina rigenerativa.

Le cellule stromali midollari (CSM o MSC) costituiscono una popolazione di cellule staminali adulte multipotenti, di origine mesodermica, con morfologia fibroblastoide e capaci di differenziare in cellule del tessuto adiposo, cartilagineo, osseo, dello stroma che supporta l’ematopoiesi e del muscolo cardiaco.

cellule staminali
cellule staminali

 

Oggi si sa che le MSC sono virtualmente ubiquitarie rappresentando una componente dello stroma di molti tessuti.
Le troviamo:

  • nel tessuto muscolare
  • adiposo
  • nel sangue
  • nella matrice del cordone ombelicale e nel liquido amniotico
  • nel timo
  • nella milza.

Funzioni che svolgono le Cellule Staminali Midollari nei tessuti in cui risiedono:

Viste le loro potenzialità nella rigenerazione tissutale e nella terapia cellulare e genica, negli ultimi anni l’interesse verso le MSC è cresciuto esponenzialmente tanto da necessitare la creazione di linee guida per la loro definizione.

Il “Mesenchymal and Tissue Stem Cell Committee of the International Society for Cellular Therapy” (ISCT) ha proposto nel 2006 dei criteri minimi per la definizione delle MSC.

Tre le condizioni necessarie:

  • adesione alla plastica in condizioni colturali standard
  • espressione di uno specifico pattern di molecole di adesione sulla membrana cellulare a descrizione del fenotipo:
    – Positive (≥95%) per: CD73, CD90, CD105
    – Negative (≤2%) per: CD14, CD79, CD34, CD45, HLA-DR
  • differenziazione in vitro in osteoblasti (23, 24), adipociti (25, 26) e condrociti (27,26)


Le MSC sono isolate in vitro sfruttando la loro capacità di aderire alla plastica, i tessuti di origine vengono lavorati e il prodotto è poi seminato in piastre da coltura.

Eliminato il surnatante, le cellule sono coltivate utilizzando terreni idonei ed espanse per diverse popolazioni .

Sempre in vitro hanno dimostrato di possedere la capacità di differenziare in diversi tipi di cellule mesodermiche mature (osteociti, adipociti, condrociti) se mantenute in particolari terreni con l’aggiunta di specifici fattori.

Inaspettatamente, inoltre, numerosi studi hanno dimostrato che le MSC possono trans differenziare in cellule appartenenti alle altre due linee germinative: neuroni, cellule endoteliali, cardiomiociti e miociti.

L’attuale sfida nella cura delle malattie è di realizzare farmaci il cui principio attivo siano le cellule, motivo per cui sempre più frequentemente si sente parlare di terapia cellulare e medicina rigenerativa.
Le cellule staminali mesenchimali, grazie alle loro capacità differenziative, immunomodulanti e di sostegno nella crescita cellulare, sono oggi considerate le candidate ideali per la cura delle malattie degenerative.

Molti sono gli studi che hanno dimostrato l’efficacia di queste cellule

Un elenco sempre aggiornato delle sperimentazioni cliniche in corso in USA con cellule staminali si trova su sito http://clinicaltrials.gov.

 

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