Il complesso corpo umano è composto da cellule somatiche (corpo) e cellule riproduttive (gameti). Tutte le cellule del corpo umano hanno origine da una singola cellula uovo fecondata nota come zigote. Lo zigote si divide poi in una blastocisti costituita da cellule staminali embrionali che danno origine a più di 200 tipi specializzati di cellule, secondo il Società internazionale per la ricerca sulle cellule staminali.
Le cellule staminali somatiche – chiamate anche cellule staminali adulte – si formano durante lo sviluppo fetale e rimangono per tutta la vita per aiutare nella riparazione cellulare.
Cellule staminali: definizione
Altri nomi per cellule staminali quelle più precise sono le cellule staminali embrionali, le cellule staminali adulte o le cellule staminali pluripotenti indotte, a seconda della rispettiva tipologia di cellula. Le cellule staminali hanno la capacità di trasformarsi in molti altri tipi di cellule, il che è di grande interesse per i ricercatori nel campo della medicina rigenerativa.
Le cellule staminali condividono caratteristiche speciali che le distinguono dalle cellule comuni e ordinarie come le cellule nervose, le cellule ossee e le cellule del sangue:
- Le cellule staminali possono duplicarsi molte volte, o specializzarsi, secondo necessità, nel tessuto.
- Cellule staminali differenziare in cellule specializzate con compiti specifici.
- Le cellule staminali possono specializzarsi in molti diverse dimensioni e forme di cellule.
Cellule staminali embrionali
Le cellule staminali embrionali umane sono derivate da una cellula uovo in via di sviluppo nella fase di blastocisti, circa cinque giorni dopo la fecondazione. Le cellule staminali embrionali sono indifferenziate e possono dividersi indefinitamente o differenziarsi in cellule specializzate in laboratorio.
Cellule staminali embrionali hanno il potenziale per essere programmati geneticamente o chimicamente per far crescere organi e pelle per trapianti e innesti.
Cellule staminali somatiche (adulte)
Le cellule staminali embrionali si differenziano rapidamente in cellule staminali somatiche durante lo sviluppo fetale. Piccole quantità di cellule staminali somatiche rimangono nel corpo indefinitamente, ma cambiano nel corso della vita.
Le cellule staminali somatiche aiutano il corpo a riparare e regolare internamente omeostasi. Cellule progenitrici sono un passaggio intermedio tra una cellula staminale in divisione e una cellula più specializzata.
A differenza delle versatili cellule staminali embrionali, le cellule staminali somatiche hanno una capacità di differenziazione limitata. Gli studi attuali suggeriscono che le cellule staminali adulte si differenziano in cellule solo per il particolare tipo di tessuto in cui risiedono.
Ad esempio, le cellule staminali somatiche nel tessuto muscolare possono differenziarsi in vari tipi di cellule muscolari, ma non possono dare origine a cellule nervose. Tuttavia, sono in corso ricerche che potrebbero capovolgere tale presupposto, secondo il Centro medico dell'Università del Nebraska.
Funzione delle cellule staminali somatiche
Le cellule staminali somatiche (adulte) possono produrre indefinitamente più cellule figlie o specializzarsi in determinati tipi di cellule, come i globuli rossi e bianchi. Le cellule staminali adulte sono in grado di rinnovarsi anche dopo periodi di inattività ogni volta che è necessaria la riparazione o la sostituzione delle cellule.
Ad esempio, le cellule staminali somatiche nel cuore e nel pancreas entrano in azione in determinate condizioni quando è indicato un intervento di riparazione. Tuttavia, nell'intestino e midollo osseo, le cellule staminali sono continuamente al lavoro per rinnovarsi.
Cellule Staminali Somatiche Ematopoietiche
Le cellule staminali ematopoietiche (HSC) sono cellule che formano il sangue che si trovano nel midollo osseo e nel sangue circolante. Le cellule immature possono diventare globuli rossi, piastrine e globuli bianchi. Le cellule HSC trapiantate nel midollo osseo da donatori corrispondenti hanno aiutato innumerevoli pazienti con diagnosi di malattie del sangue e tumori come la leucemia.
Il trapianto autologo delle CSE del paziente è un'altra procedura terapeutica comune che ha beneficiato i pazienti riducendo il rischio di rigetto del trapianto.
Cellule staminali somatiche mesenchimalichy
Le fonti di cellule staminali mesenchimali umane (hMSC) includono il tessuto di supporto e connettivo intorno agli organi del corpo. Queste cellule staminali si differenziano in cellule mesodermiche come cartilagine, cellule ossee, cellule muscolari e cellule adipose.
La ricerca sulle cellule staminali sull'uso delle hMSC potrebbe portare a un migliore trattamento delle ossa rotte e delle lesioni cartilaginee.
Cellule Staminali Somatiche Neurali
Le cellule staminali neurali (NSC) generano neuroni e cellule gliali. Le NSC si trovano nel cervello e sistema nervoso centrale.
Sono in corso studi clinici promettenti per studiare la terapia con cellule staminali NCS come trattamento per le lesioni del midollo spinale, l'ictus e la sclerosi laterale amiotrofica (SLA).
Cellule Staminali Somatiche Epiteliali
Le cellule staminali epiteliali si trovano negli strati della pelle, nei polmoni e nello strato epiteliale dell'intestino. Queste cellule staminali si rinnovano continuamente e rispondono a lesioni o danni alle cellule.
Le applicazioni mediche della ricerca sulle cellule staminali epiteliali includono, ad esempio, la creazione di innesti cutanei per aiutare le vittime di incidenti e ustioni.
Cellule staminali pluripotenti indottepot
Nel 2007, i ricercatori hanno scoperto come riprogrammare geneticamente le cellule staminali adulte per agire più come cellule staminali embrionali. Conosciute come cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC), queste cellule ingegnerizzate possono essere controllate per agire in determinati modi nelle colture di laboratorio.
Ad esempio, una cellula somatica come una cellula della pelle può essere stimolata a dare origine a un tipo di cellula completamente diverso. Il campo è ancora molto nuovo e si ignora molto sui meccanismi del processo.
Classificazione delle cellule staminali
Le cellule staminali sono classificate in base alla loro capacità di dare origine a tipi cellulari più specializzati. Le cellule staminali embrionali sono vantaggiose nella ricerca a causa della loro condizione non adulterata e dell'elevata capacità di differenziazione. Lo zigote unicellulare è chiamato totipotente perché può formare un organismo vivente totale insieme a cellule e tessuti placentari.
Le cellule staminali embrionali sono classificate come pluripotenti; formano cellule somatiche, ma non cellule placentari. Le cellule del sangue del cordone ombelicale e le cellule staminali adulte sono multi-potenti. La loro capacità di specializzarsi in diversi tipi è più limitata rispetto alle cellule staminali embrionali.
Ricerca precoce sulle cellule staminali
L'interesse per la ricerca sulle cellule staminali è guidato dal desiderio di trovare nuovi modi per riparare le cellule danneggiate nel tessuto cutaneo e negli organi interni fondamentali per la sopravvivenza.
Nel 1981 i ricercatori scientifici hanno isolato per la prima volta le cellule staminali embrionali da embrioni di topo, secondo il Istituto Nazionale della Salute. Nel 1998, gli scienziati hanno imparato a derivare cellule staminali umane da ovuli umani creati in vitro nelle cliniche per la fertilità, che non erano più necessarie e sono state donate per la ricerca. Linee di cellule staminali vengono coltivate e condivise tra scienziati.
Nel 1948, le cellule staminali somatiche furono utilizzate per la prima volta per produrre cellule del sangue. Le cellule del midollo osseo adulto sono state utilizzate per i trapianti di cellule staminali nel 1968. Da allora, le terapie con cellule staminali sono state utilizzate per trattare con successo molti tipi di malattie del sangue. Sono possibili infinite possibilità terapeutiche utilizzando le cellule staminali, ma molte sono ancora relativamente non testate per sicurezza ed efficacia.
Vantaggi della ricerca sulle cellule staminali
Gli scienziati utilizzano linee di cellule staminali pluripotenti indotte per studiare la divisione cellulare normale e anormale, compreso il cancro e la formazione di tumori. Una comprensione più profonda di come si manifesta la malattia potrebbe portare a misure e trattamenti preventivi più efficaci.
I tessuti generati in laboratorio dalle cellule staminali possono aiutare a testare nuovi trattamenti farmacologici e ridurre i test su soggetti animali. Migliaia di persone che soffrono di malattie del sangue come la leucemia e l'anemia sono state aiutate attraverso terapie con cellule staminali.
Applicazioni della ricerca sulle cellule staminali
La ricerca sulle cellule staminali è un campo in rapido progresso con nuove scoperte anticipate a breve. Poiché le cellule staminali si trovano in così tante parti del corpo, possono contenere la chiave per capire la causa di diverse malattie.
Le terapie con cellule staminali ematopoietiche come i trapianti di midollo osseo sono ampiamente utilizzate. Alcuni tipi di innesto cutaneo e trattamenti con cellule staminali delle lesioni corneali sono accettati anche dalla comunità medica.
Rischi della terapia con cellule staminali
Il pubblico dovrebbe diffidare delle affermazioni esagerate e della disinformazione sulle terapie con cellule staminali, secondo il Società internazionale per la ricerca sulle cellule staminali. I pazienti con gravi condizioni mediche possono essere particolarmente vulnerabili alle cliniche che pretendono di offrire cure immediate.
Il US Food and Drug AdministrationIl sito Web avverte i consumatori che stanno mettendo a rischio la loro salute affidandosi alle cliniche che offrono trattamenti non approvati dalla FDA. Ad oggi, solo alcuni prodotti realizzati con le cellule staminali emopoietiche nel sangue cordonale sono approvati dalla FDA per trattamenti specifici.