Parte 1 90 Biologia applicata, Biotecnologie, Agroambiente Le cellule staminali Attualmente, in quasi tutti i campi della scienza applicata alla medicina, sono di grandissimo interesse le cellule staminali, particolari cellule non specializzate (o non differenziate), in grado di riprodursi attraverso il processo di divisione mitotica e di generare tutti i tessuti del corpo attraverso un processo detto differenziazione [ 19 ]. Esse infatti, per la loro abilità di potersi differenziare in cellule specializzate per una particolare funzione, possono sviluppare tessuti per la cura di patologie anche gravi. Esistono due tipologie di tali cellule: cellule staminali embrionali e cellule staminali adulte. Le prime, presenti nell embrione umano, derivano dalla fusione di ovulo e spermatozoo al momento del concepimento e hanno il compito di produrre le cellule specializzate nel nuovo individuo; le seconde, invece, presenti nei tessuti degli adulti (soprattutto nel midollo osseo), svolgono il ruolo di organo riparatore per le cellule specializzate e di mantenimento del riciclo di sangue. In base alla loro potenzialità queste cellule si distinguono in: staminali unipotenti, che possono riprodurre solo cellule del tessuto al quale appartengono; staminali multipotenti, che possono evolvere una cerchia ristretta di cellule; staminali pluripotenti, che sono presenti nel feto e nel cordone ombelicale e possono differenziarsi in quasi tutti i tipi di cellule specializzate; staminali totipotenti, presenti nell embrione. Potenzialmente queste cellule possono rappresentare una fonte illimitata per creare ossa, muscoli, fegato o globuli rossi, ma non tutti ritengono lecito ed etico danneggiare un embrione umano o utilizzare degli embrioni già formati allo scopo di ricerca [ 20 ]. Nell adulto, l utilizzo di cellule staminali, capaci di dare origine solo a cellule proprie di un dato tessuto, trova numerose applicazioni e, poiché i nuovi tessuti derivano da cellule geneticamente identiche, si possono risolvere anche problemi dl rigetto in caso di trapianto. Negli ultimi tempi sono state ottenute cellule staminali indotte pluripotenti iPS o iPSCs (Induced Pluripotent Stem Cells). Il nuovo sistema è eticamente compatibile con la ricerca perché queste staminali sono ottenute riprogrammando cellule già adulte e non attraverso lo sviluppo di embrioni [ 21 ]. La tecnica per produrre cellule staminali indotte pluripotenti fu individuata nel 2006 dallo scienziato giapponese Yamanaka che per questo, nel 2012, fu insignito del premio Nobel in Medicina. Si parte da una qualsiasi cellula differenziata, generalmente una cellula che si può isolare dalla cute, il fibroblasto, facile da raccogliere e da coltivare in vitro. Cellule per il cuore o vasi sanguinei Queste ultime sono in grado di evolvere entro il 14° giorno differenziandosi sino a creare un completo essere vivente. Cellula staminale 1 2 Cellule per ossa, cartilagini e pelle Ovocita (zigote) Morula (cellule staminali totipotenti) 3c Cellule dei tessuti (pancreas e fegato) Blastula (cellule staminali pluripotenti) 3b Prelievo e utilizzo delle cellule multipotenti e pluripotenti Cellule per il sangue Cellule neuronali 19 Specializzazioni ottenibili da una singola cellula staminale ancora indifferenziata. Isolamento delle cellule staminali dalla massa cellulare interna Differenziazione in cellule emopoietiche (sistema circolatorio) Colture di cellule pluripotenti utilizzabili Cellule del sangue 0100.Parte1_Cap_03.indd 90 Differenziazione in cellule nervose (sistema nervoso) Cellule del sistema nervoso Differenziazione in cellule mesenchimatiche (sistema immunitario, tessuti connettivi) Tessuto connettivo, ossa, cartillagine, ecc. 20 Schema di ottenimento e differenziazione di cellule staminali di origine embrionale e successive fasi di derivazione nei diversi tessuti possibili. 26/02/21 16:59