Stem Cell - Cellule Staminali

La cellula staminale è una cellula indifferenziata caratterizzata dalle proprietà di automantenimento e di differenziazione.

automantenimento -> è la capacità di divisione cellulare che genera una cellula figlia uguale a quella di origine.

differenziazione -> capacità di generare cellule progenitrici che si orientano lungo una specifica filiera differenziativa dando origine a una progenie di cellule mature in grado di formare tessuti o organi e di espletare specifiche attività funzionali.

Esistono tipi differenti cellule staminali distinguibili per il differente potenziale differenziativo:

- totipotenti in grado di produrre tutte le filiere cellulari; - multipotenti o commited (cellule commissionate); - unipotenti in grado di differenziarsi in una sola linea cellulare.

Lo zigote, derivato dalla fusione di oocita e spermatozoo, può generare sia i tessuti embrionali (endodermici, ectodermici e mesodermici) e sia i tessuti extraembrionali (placenta, cordone ombelicale), per cui è un esempio di una cellula totipotente. Le cellule staminali adulte sono le uniche utilizzabili a scopo terapeutico, in particolare le cellule staminali emopoietiche da midollo, sangue periferico o cordone ombelicale sono comunemente utilizzate per i trapianti emopoietici. Le cellule staminali emopoietiche (CSE) sono definite da 3 caratteristiche: capacità di automantenimento, capacità di differenziazione e capacità di ricostituzione emopoietica.

Esse risiedono nel midollo osseo emopoietico in una particolare struttura anatomico-funzionale chiamata ‘nicchia emopoietica’. In condizioni fisiologiche esiste anche una quota di CSE circolanti nel sangue periferico.

Le CSE garantiscono la produzione omeostatica di cellule mature circolanti nel sangue periferico adeguandola in relazione a condizioni para-fisiologiche o patologiche e rigenerano l’emopoiesi dopo eventuali insulti patologici (chemio-radioterapia, infezioni.. )

L’organizzazione cellulare del sistema emapoietico prevede che le cellule staminali emopoietiche diano origine a progenitrici orientate. Le cellule progenitrici non sono riconoscibili morfologicamente ma solo funzionalmente in base alla loro capacità di formare colonie in sistemi di coltura. I progenitori emopoietici ontogeneticamente più precoci o multipotenti sono privi di automantenimento, ma hanno la capacità di differenziazione multilineare e generano cloni, i quali generano i precursori emopoietici morfologicamente riconoscibili destinati a dare origine a cellule mature terminali dotate di funzioni specializzate ma completamente prive di potenziale proliferativo.

L’automantenimento e la differenziazione delle cellule staminali sono finemente controllati da meccanismi estrinseci (molecole regolatrici e microambiente) e da meccanismi intrinseci (proto- oncogeni, geni onco-soppressori, fattori di trascrizione e proteine regolatrici del ciclo cellulare). La decisione delle CSE di automantenersi o differenziare è regolata sulla base di modelli stocastici o deterministici, nel primo caso i modelli stocastici postulano che la decisione di una CSE di automantenersi (nascere) o differenziarsi (morire) è regolata da un parametro probabilistico uguale a 0,5 mentre nel secondo caso postulano l’esistenza di nicchie anatomiche specifiche per ciascuna filiera differenziativa emopoietica che regola differenziazione e automantenimento.

Le cellule staminali e i progenitori si identificano mediante specifiche molecole di membrana che riconoscono anticorpi monoclonali, prendono il nome di antigeni di differenziazione ed identificano il compartimento staminale.