Le cellule staminali

Le cellule staminali sono dotate di due fondamentali proprietà che le distinguono dalle altre cellule: la capacità di autorinnovarsi e la capacità di specializzarsi in tutti i tipi di cellule del nostro organismo. Analizziamo meglio questi due concetti: il primo significa che esse sono in grado di rinnovare se stesse attraverso la divisione cellulare, anche dopo lunghi periodi di inattività detti di latenza o dormienza. Ciò implica che una delle due cellule che si originano in seguito alla divisione cellulare debba restare staminale (mentre l'altra può anche specializzarsi). Il secondo termine invece indica la loro capacità di diventare cellule di tessuti o di organi specifici con funzioni particolari.

Le cellule staminali possono essere classificate in base alla loro capacità di generare più o meno tipi di cellule.

• Cellule staminali totipotenti: presenti solo nelle prime fasi di formazione dell’embrione, queste cellule sono in grado di dare origine a un organismo intero, formando anche tessuti esterni all’embrione come la placenta. Lo zigote e le cellule dell’embrione fino allo stadio ad 8 cellule sono esempi di staminali totipotenti.

• Cellule staminali pluripotenti: hanno la capacità di formare qualunque tipo di cellule, ma non possono formare un intero organismo o tessuti extra-embrionali.

• Cellule staminali multipotenti: hanno una capacità di specializzarsi inferiore alle pluripotenti, infatti possono originare tipologie di cellule presenti in un tessuto preciso. Ad esempio le staminali ematopoietiche si possono differenziare solo in cellule del sangue.

• Cellule staminali unipotenti: sono in grado di formare un unico tipo di cellule, ma conservano la capacità di autorinnovamento, ossia possono replicarsi all’infinito per rinnovare un tessuto (ad esempio le cellule dell’epidermide).

Le cellule staminali riscuotono tanto interesse per diversi motivi. Innanzitutto, sono la fonte primaria da cui origina la vita e perciò studiarle ci potrebbe consentire di ottenere preziose informazioni sugli eventi che si verificano durante lo sviluppo umano, già a partire dalla fecondazione e dalla formazione dell'embrione. 

Inoltre, le cellule staminali costituiscono un “magazzino” di cellule essenziale per il mantenimento e la salute dell’organismo stesso. Degno di nota è poi il fatto che, in alcuni organi come il pancreas o il fegato, le popolazioni di cellule staminali presenti sul posto possono intervenire per riparare i tessuti usurati o danneggiati da lesioni o malattie.

Un altro motivo per cui le cellule staminali stanno venendo studiate così tanto è per la loro potenziale capacità di curare gravi malattie, dal diabete al morbo di Parkinson. Ma cosa si intende quando si parla di terapia con le cellule staminali?

Essa è un intervento medico in cui vengono adoperate delle cellule staminali (o cellule derivate da esse) per riparare un danno di "dimensioni" variabili.

L'unica terapia che ad oggi fa largamente uso di cellule staminali è il trapianto di cellule staminali del sangue. Si trattano di cellule staminali adulte ed hanno il vantaggio di poter essere estratte da individui adulti e di essere facilmente controllabili. I loro limiti principali sono la quantità limitata e la scarsa versatilità. Tale cura viene usata per curare diversi tipi di leucemia, linfoma e alcune malattie del sangue sia ereditarie che acquisite.

Si stanno anche ipotizzando terapie con cellule staminali embrionali: esse presentano grandi potenzialità in quanto potrebbero essere usate per riparare qualsiasi tipo di danno. Sono però ancora tutto sommato sconosciute, e la loro specializzazione è difficile da gestire. Inoltre, al contrario delle staminali adulte pongono problematiche di tipo etico, in quanto possono essere ottenute solo dalla distruzione di embrioni.

Un altro tipo di trapianto di cellule staminali riguarda quelle della cornea (il tessuto trasparente che copre la parte anteriore dell’occhio) e vengono usate per rigenerare l’epitelio della cornea, che viene trapiantato in pazienti con la cornea danneggiata da malattie, infezioni o traumi. 

Anche le cellule staminali della pelle, grazie alla loro capacità di far crescere un nuovo strato di epidermide su supporti trapiantabili, sono usate per curare gli individui con gravi ustioni.

Data la loro speciale abilità rigenerativa, le cellule staminali offrono quindi fantastiche possibilità per il trattamento di malattie fino ad oggi incurabili. Si sente sempre più frequentemente parlare di medicina rigenerativa per descrivere questa nuova branca della scienza che, ricorrendo all’impiego delle cellule staminali, ha come scopo quello di riparare organi e tessuti danneggiati. 

Purtroppo però, la cura con le staminali rimane ancora un progetto per il futuro, a causa dei grandi ostacoli che vi sono di fronte ad essa: decidere la fonte di cellule staminali da usare per la terapia, la difficoltà di “convincere” le cellule staminali a ricreare il tessuto voluto e di farle sopravvivere a lungo termine una volta trapiantate, i problemi etici e di sicurezza dovuti alle cellule staminali embrionali. I laboratori di ricerca in tutto il mondo stanno lavorando per cercare di risolvere questi problemi e far diventare realtà le terapie con cellule staminali.

Negli anni ‘90 gli scienziati scoprirono che le cellule staminali sono presenti anche nei tumori in piccola quantità e ne hanno delineato tre principali caratteristiche:

• generano tutte le altre cellule tumorali, perciò sono indispensabili per lo sviluppo del tumore.

• sono molto resistenti ai farmaci antitumorali, infatti spesso sopravvivono alla chemioterapia e riformano il tumore dopo mesi o anni.

• sono responsabili della formazione di metastasi, cioè della propagazione della massa tumorale in altre parti del corpo.

Di conseguenza solo distruggendo queste cellule “madri” delle cellule tumorali, si può eliminare definitivamente il tumore stesso, tuttavia se la terapia riuscirà a distruggere solo le cellule tumorali figlie, il tumore si riformerà.

Distruggere le cellule staminali tumorali è una delle sfide più difficili per gli scienziati, anche se essa offrirebbe la possibilità di curare più efficacemente i tumori. L’ostacolo principale è rappresentato dalla somiglianza fra le cellule staminali tumorali e le cellule staminali normali, di conseguenza è molto probabile che una nuova terapia anticancro diretta contro le staminali tumorali finisca per demolire anche le staminali a norma. La soluzione è perciò quella di imparare a distinguere con sicurezza le due tipologie di cellule, in modo da sviluppare terapie che colpiscano selettivamente quelle tumorali. Un altro ostacolo è rappresentato dal fatto che quest’ultime sono particolarmente resistenti alla chemioterapia e alla radioterapia: fra le loro specialità infatti c’è anche una particolare capacità di espellere rapidamente le sostanze chimiche dannose e di aggiustare con grande efficienza i danni provocati alle cellule dalle radiazioni.