Quali sono le cellule staminali e perché sono importanti?

L’idea di una cura miracolosa, i corpi che si curano da soli, ha un certo fascino. La ricerca sulle cellule staminali avvicina la medicina rigenerativa, ma c’è anche polemica. Quindi quali sono le cellule staminali e perché sono così importanti?

Le cellule staminali sono un tipo di cellula che può svilupparsi in molti altri diversi tipi di cellule. Le cellule staminali possono anche rinnovarsi dividendosi, anche dopo essere state inattive per un lungo periodo.

Quando una cellula staminale si divide, le nuove cellule possono diventare una cellula staminale o una cellula specifica, come un globulo, una cellula cerebrale o un muscolo.

Una cellula staminale è conosciuta come una “cellula indifferenziata”, perché può ancora diventare qualsiasi tipo di cellula. Al contrario, una cellula del sangue, per esempio, è una cellula “differenziata”, perché è già un tipo specifico di cellula.

Le cellule staminali in terapia

In alcuni tessuti, le cellule staminali svolgono un ruolo importante nella rigenerazione, poiché possono facilmente dividersi e possono continuare a sostituire le cellule morte. Gli scienziati ritengono che questo possa offrire potenziali trattamenti per condizioni come il diabete e le malattie cardiache.

Ad esempio, se qualcuno ha danneggiato i tessuti nel loro cuore, potrebbe essere possibile stimolare la crescita di tessuto sano trapiantando cellule staminali cresciute in laboratorio nel cuore del paziente.

Uno studio su piccola scala pubblicato nel trial di questo metodo. I ricercatori hanno riportato una riduzione del 40% delle dimensioni del tessuto cardiaco cicatrizzato causato da attacchi di cuore.

In passato, questo tipo di cicatrici è stato visto come permanente e non trattabile.

I pazienti, che avevano tutti un’insufficienza cardiaca avanzata, avevano un miglioramento medio del 30 percento nella funzione cardiaca. Hanno anche riportato un miglioramento del 70% della qualità della vita 24 mesi dopo l’iniezione con le cellule staminali.

Tuttavia, questo studio ha coinvolto solo 11 partecipanti. È difficile dire se il miglioramento della funzione cardiaca sia stato causato dal trapianto di cellule staminali o se sia stato causato da qualcos’altro.

Tutti i trapianti hanno avuto luogo mentre i pazienti erano sottoposti ad intervento di bypass cardiaco, per esempio, quindi è possibile che il miglioramento della funzione cardiaca potrebbe essere dovuto al bypass piuttosto che al trattamento con cellule staminali.

Per indagare ulteriormente, i ricercatori hanno in programma di fare un altro studio, questa volta compreso un gruppo di controllo di pazienti con insufficienza cardiaca sottoposti a chirurgia di bypass, ma che non ricevono il trattamento con cellule staminali.

Un altro studio pubblicato suggerisce che le terapie con cellule staminali potrebbero costituire la base per un trattamento personalizzato del diabete.

Nei topi e nelle culture coltivate in laboratorio, i ricercatori hanno prodotto con successo cellule che secernono insulina da cellule staminali derivate dalla pelle di persone con diabete di tipo 1.

“In teoria, se potessimo sostituire le cellule danneggiate in questi individui con nuove cellule beta pancreatiche – la cui funzione primaria è di immagazzinare e rilasciare insulina per controllare il glucosio nel sangue – i pazienti con diabete di tipo 1 non avrebbero più bisogno di colpi di insulina”.

Jeffrey R. Millman, assistente professore di medicina e di ingegneria biomedica alla Washington University School of Medicine e primo autore.

Millman spera che queste cellule beta derivate da cellule staminali potrebbero essere pronte per la ricerca nell’uomo entro 3 o 5 anni. “Quello che stiamo immaginando è una procedura ambulatoriale in cui una sorta di dispositivo riempito con le cellule sarebbe posto appena sotto la pelle”, ha detto.

Le cellule staminali potrebbero avere un enorme potenziale nello sviluppo di nuove terapie.

Le cellule staminali nello sviluppo di farmaci

Un modo in cui le cellule staminali vengono utilizzate al momento è nello sviluppo e nella sperimentazione di nuovi farmaci.

Il tipo di cellule staminali comunemente usate per questo scopo sono chiamate cellule staminali pluripotenti indotte.

Queste sono cellule che sono già differenziate, ma poi sono state “riprogrammate” geneticamente usando virus controllati. In questo modo, assomigliano a cellule staminali embrionali indifferenziate.

Nuove cellule differenziate possono essere coltivate da queste cellule staminali pluripotenti per assomigliare, per esempio, alle cellule tumorali. La creazione di queste cellule significa che i farmaci antitumorali possono essere testati utilizzando questi.

Un’ampia varietà di tipi di cellule cancerogene sono già state fatte usando questo metodo. Tuttavia, poiché queste cellule non possono ancora essere fatte per imitare le cellule tumorali in modo controllato, i risultati non possono sempre essere esattamente replicati.

Le terapie attuali funzionano?

Negli ultimi anni sono state aperte cliniche che forniscono trattamenti con cellule staminali. Uno studio del 2016 pubblicato conta 570 di queste cliniche solo negli Stati Uniti. Offrono terapie a base di cellule staminali per disturbi che vanno dalle lesioni sportive al cancro.

Tuttavia, le terapie con cellule staminali sono ancora per lo più teoriche piuttosto che basate sull’evidenza.

Pochissimi trattamenti con cellule staminali hanno persino raggiunto la prima fase di uno studio clinico. La maggior parte della ricerca attuale è in corso nei topi o nella capsula di Petri.

Nonostante questo, le cliniche sono autorizzate dalla Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti a iniettare pazienti con le proprie cellule staminali, purché le cellule siano destinate a svolgere solo la loro normale funzione.

Da dove vengono le cellule staminali?

Le cellule staminali possono essere raccolte in diversi modi.

Le cellule staminali embrionali provengono da un embrione di soli pochi giorni.

Le cellule staminali adulte possono essere estratte da diversi tipi di tessuto, tra cui cervello, midollo osseo, vasi sanguigni, muscoli scheletrici, pelle, denti, intestino, fegato, tra gli altri.

Il liquido amniotico contiene cellule staminali. Molte donne optano per un test di amniocentesi che verifica la presenza di difetti alla nascita prima che il bambino nasca. Se il liquido viene mantenuto, potrebbe essere usato per trattare alcuni difetti congeniti sia durante la gestazione che dopo la nascita.

Cellule staminali pluripotenti indotte (cellule iPS) sono cellule che possono essere riprogrammate per agire come cellule staminali, per l’uso nella medicina rigenerativa.

Problemi etici

L’uso delle cellule staminali nella ricerca medica è stato controverso, storicamente.

La ragione è che quando l’uso terapeutico delle cellule staminali è arrivato per la prima volta all’attenzione del pubblico verso la fine degli anni ’90, era perché gli scienziati avevano padroneggiato per la prima volta la tecnica per ricavare cellule staminali umane dagli embrioni.

Molte persone non sono d’accordo sull’uso di cellule embrionali umane per la ricerca medica, perché estrarre la radice significa distruggere l’embrione.

Ciò crea problemi complessi, poiché esistono convinzioni diverse su ciò che costituisce l’inizio della vita umana.

Per alcune persone, la vita inizia quando nasce un bambino o quando un embrione si sviluppa in un feto. Altri credono che la vita umana abbia inizio al momento del concepimento, quindi un embrione ha lo stesso status morale e i diritti di un adulto o di un bambino.

È stato a causa delle sue opinioni religiose forti e pro-vita che il presidente George W. Bush ha vietato i finanziamenti per la ricerca sulle cellule staminali umane nel 2001.

“Fondamentalmente, questo problema ci costringe a confrontarci con domande fondamentali sugli inizi della vita e sui fini della scienza”, ha annunciato Bush all’epoca. “La mia posizione su questi temi è modellata da credenze profondamente radicate e credo anche che la vita umana sia un dono sacro del nostro creatore.”

Tuttavia, le restrizioni alla ricerca attuate dall’amministrazione Bush sono state parzialmente annullate durante il periodo in cui il Presidente Obama era in carica.

L’uso di cellule staminali pluripotenti è stato introdotto nel 2006. Le cellule staminali in questo metodo non provengono da cellule staminali embrionali. Di conseguenza, questa tecnica non è associata alle stesse preoccupazioni etiche.

Con questo, e altri recenti progressi nella tecnologia delle cellule staminali, l’atteggiamento verso la ricerca sulle cellule staminali si è evoluto un po ‘.

Ricerca attuale

La ricerca sulle cellule staminali sta portando avanti la comprensione scientifica di come un organismo si sviluppa da una singola cellula e di come cellule difettose vengano sostituite da cellule sane nelle persone e negli animali.

Comprensione del cancro

Molte condizioni mediche gravi che si verificano negli esseri umani, come cancro e difetti alla nascita, sono causate da cellule che si dividono in modo anomalo.

Studiando le cellule staminali e il processo di differenziazione cellulare, possiamo capire meglio come queste malattie si presentano e come possono essere trattate.

Medicina rigenerativa

A giugno 2016, due ricercatori hanno ottenuto il secondo premio nella categoria dei materiali del concorso tecnologico emergente della Royal Society of Chemistry del Regno Unito per la creazione di un biomateriale sintetico che stimola le cellule staminali native dei denti di un paziente.

I ricercatori ritengono che questo materiale sostituirà le otturazioni, in quanto le cellule staminali potrebbero semplicemente indurre i denti danneggiati a guarire da soli.

Anche se è necessaria molta più ricerca prima che le terapie con le cellule staminali possano diventare parte della pratica medica regolare, la scienza intorno alle cellule staminali si sta sviluppando continuamente.

In quasi ogni area terapeutica, ci sono speranze che la tecnologia delle cellule staminali rivoluzionerà le norme terapeutiche e introdurrà almeno un nuovo standard di trattamento personalizzato, e forse anche di corpi autoriparanti.

Quando ciò potrebbe accadere, nessuno è pronto a dire.

Scritto da David Railton