Terapia con cellule staminali

La terapia con cellule staminali si sta rivelando molto promettente, soprattutto per il fatto che le cellule totipotenti possono replicare qualsiasi altri citotipo, inclusi i fibroblasti, i cheratinociti, gli endoteliociti... tutte cellule che sono profondamente coinvolte nel processo di guarigione di una ferita[51]_.

Le cellule staminali

Le cellule staminali si caratterizzano per la loro capacità di autoreplicarsi e di generare altri tipi cellulari (differenziazione). La differenziazione cellulare non è sempre una strada a senso unico: alcune cellule sono infatti capaci di “regredire” a uno stato meno maturo, forse in mancanza di determinati fattori trasformanti. La differenziazione cellulare non è sempre una strada a senso unico: alcune cellule sono infatti capaci di “regredire” a uno stato meno maturo, forse in mancanza di determinati fattori trasformanti.

Si distinguono cellule staminali embrionali e adulte (o somatiche); le prime sono responsabili dello sviluppo embrionale e fetale, le seconde presiedono alla crescita, rigenerazione e riparazione di tessuti danneggiati. Fino a pochi anni fa si pensava che le cellule staminali adulte potessero dare origine solo a citotipi dello stesso tessuto, invece è stato visto che sono dotate di una notevole plasticità e possono addirittura replicare citotipi di origine embriologica differente.

Quando la cellula staminale si divide dà origine a due cellule figlie, di cui almeno una è uguale alla cellula che l'ha generata (autorinnovamento); se l'altra cellula figlia è differenziata (cioè diversa dalla cellula madre) si parla di replicazione asimmetrica e significa che le cellule figlie siano state esposte a fattori ambientali differenti; se, invece, entrambe le cellule figlie sono identiche alla precedente, la divisione è simmetrica e hanno ricevuto il medesimo segnale. I due tipi di replicazione stanno in equilibrio tra loro, allo scopo di mantenere l'omeostasi del tessuto.

In base alla potenzialità di differenziazione esiste una gerarchia di cellule staminali:

• le cellule staminali totipotenti possono riprodurre qualsiasi citotipo; ne è un esempio lo zigote e le cellule dopo la prima divisione;

• le cellule staminali pluripotenti danno origine a ectoderma, endoderma e mesoderma e vengono chiamate anche cellule embrionali;

• le cellule staminali multipotenti possono replicare vari tipi cellulari purché abbiano la stessa origine embrionale (ectodermica, endodermica o mesodermica);

• le cellule staminali unipotenti possono dare origine a un solo tipo cellulare (ad es. le cellule staminali dell'epidermide).

Le cellule staminali sono accolte in vere e proprie nicchie in cui sono protette dagli stimoli nocivi; il microambiente delle nicchie offre le condizioni ottimali per la loro attività e sopravvivenza.

Le cellule staminali dell'epidermide

La magnificenza con cui l'epidermide, un abito così esposto, resiste agli anni in modo, tutto sommato, dignitoso, impone una breve trattazione sul fenomeno che sta alla base del suo continuo rinnovamento: le cellule staminali. Come accennato in precedenza, lo strato germinativo contiene i precursori dei cheratinociti, cellule multipotenti in continua replicazione che hanno permesso di porre basi solide alla Ricerca Tessutale. E' stato visto, infatti, che i cheratinociti crescono più facilmente nei terreni di coltura rispetto ad altri tipi cellulari. In particolare si distinguono tre tipi di cellule staminali epidermiche sulla base della potenzialità replicativa: gli olocloni, i merocloni e i paracloni; i primi sono dotati di altissimo potenziale proliferativo (le vere stem cells) che va man mano diminuendo nei secondi (detti anche young

transient amplifying cells ) e nei terzi (transient amplifying cells ). Ogni citotipo presenta una diversa

velocità di adesione alla lamina basale che ci permette di identificarlo: le stem cells aderiscono rapidamente al collagene IV perché esprimono maggiori quantità di integrina β1 rispetto alle transient amplifying cells. Da alcuni studi è addirittura emerso che siano gli alti livelli di integrina β1 a prevenire la differenziazione cellulare e non solo: è stato visto che topi knockout per il gene di questa molecola di adesione mostrano un anomalo assemblamento delle componenti della lamina basale che compromette la corretta guarigione delle ferite.

I marcatori delle cellule staminali sono le integrine β1, la proteina p63, le cheratine 15 e 19 e la β- catenina non associata alla caderina.

Grazie all'identificazione delle stem cells è possibile tuttora ottenere veri e propri fogli di epitelio prelevato da una piccola area della cute del paziente (tecnica di Rheinwald e Green). Di contro, l'epitelio coltivato in vitro è fragile e la coltivazione dei cheratinociti è molto lunga, quindi, nel frattempo, c'è il rischio costante che la ferita si infetti o che la lamina non aderisca efficacemente alla lesione; per questo motivo si sono rese necessarie sperimentazioni di biomateriali di supporto: gli equivalenti dermici.

Le cellule staminali che esprimono la maggiore potenzialità differenziativa sono quelle totipotenti, purtroppo si ottengono solo manipolando tessuti embrionali e questo ha già alzato un polverone tra i rappresentanti del Comitato Etico. Recentemente, tuttavia, è stato dedotto che dal midollo osseo si possano ricavare cellule mesenchimali pluripotenti, infatti, in uno studio, è stato visto che l'applicazione di midollo osseo autologo sul letto di un'ulcera può accelerarne la guarigione[51]_{. Appare quindi ragionevole pensare che le} cellule staminali ottenute dal midollo possano offrire soluzioni valide al problema della riparazione delle ferite, senza, per questo, introdurci in complicati problemi etico-sociali, lasciando, quindi, libera la coscienza di ciascuno di noi.

Fig. 1:  Struttura dell'epidermide e cellule staminali; a) strati epidermici; b) localizzazione delle  cellule staminali epidermiche (da Alonso L, Fuch s E: Stem cell of the epitelium. PNAS  September, ͉

CONCLUSIONI

Dopo questo excursus, molto tecnico, sulle caratteristiche della riparazione dei tessuti e sulle varie metodologie per influenzarla a nostro piacimento per una migliore risoluzione possibile, possiamo ben sperare di fare divenire scienza ciò che ancora appare fantascienza, considerando che la Ricerca avanza a ritmo esponenziale.

Combinando diverse di queste tecniche, secondo le finalità della riparazione (riparazione pura, recupero funzionale, riparazione estetica ecc...), si può prevedere di imitare alla perfezione madre natura o, addirittura, di superarla (si pensi alla riparazione senza cicatrice).

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RINGRAZIAMENTI

Ringrazio, in primo luogo, il mio Relatore, Professore Dott. Marco Romanelli, per avermi dato la possibilità di studiare e approfondire un argomento di notevole interesse personale.

Ringrazio, oltremodo, tutto il Personale Infermieristico e i medici Specializzandi con cui ho avuto contatto durante il mio tirocinio, per la cortesia, la disponibilità e la serenità che infondono nel Reparto di Dermatologia e Venereologia dell'Ospedale Santa Chiara.