Le categorie delle cellule staminali
Tutti hanno sentito nominare almeno una volta le cellule staminali, che per definizione sono indifferenziate e possono quindi andare a formare tessuti diversi. Esistono diverse terapie che ne prevedono l’applicazione tra cui quella del trapianto di cellule del midollo osseo per trattare alcuni tipologie di cancro, come la leucemia o i linfomi.
Parlare di staminali tuttavia è generico perché a seconda di quanti tessuti e strutture possono andare a formare queste cellule si possono dividere in più categorie. Esistono le totipotenti, le pluripotenti e le multipotenti. Nei tessuti specializzati infine troviamo le unipotenti, in grado di autorinnoversi ma non di variare la propria funzione.
Le prime cellule staminali si trovano nell’embrione
Partiamo dalle cellule totipotenti, ovvero quelle che hanno la possibilità di differenziarsi in qualsiasi tessuto appartenente all’embrione e anche nelle strutture che lo supportano.
Subito dopo la fecondazione e la fusione dei nuclei dello spermatozoo e dell’ovocita si forma lo zigote, che di fatto oltre a essere la prima cellula del nuovo organismo è anche la progenitrice delle totipotenti.
Dal sequenziamento dello zigote si originano i blastomeri, che poi si differenzieranno nei tre foglietti embrionali perdendo parte del proprio potenziale. Fino a quel momento però ogni blastomero sarà in grado di formare anche le strutture extraembrionali che servono per mantenente in vita il feto, tra cui la placenta e il sacco vitellino.
Le cellule staminali totipotenti hanno perciò una vita brevissima, perché trascorsi i primi giorni dalla fecondazione inizia a formarsi l’embrione. Potenzialmente isolando una di queste cellule staminali anche da sola potrebbe dare vita a un altro feto e a tutte le strutture a lui necessarie. E di fatto ci sono dei casi in questo avviene (quasi del tutto), per esempio quando nascono i gemelli omozigoti.
I bambini identici nascono infatti solo quando un ovulo fecondato dividendosi crea due zigoti separati. Essendo totipotenti procedono creando due morule e poi due blastule, a volte anche con placente separate. Se però la suddivisione in due embrioni avviene dilazionata nel tempo i bambini avranno una sola placenta (la perdita delle totipotenza è già iniziata).
Le cellule pluripotenti
Abbiamo già accennato che le cellule staminali perdono la capacità di formare le strutture extraembrionali quando inizia la formazione dei tre strati germinali. Parliamo di ectoderma, mesoderma ed endoderma, i “foglietti embrionali” che avranno tre destini differenti durante il processo conosciuto come organogenesi.
Subito prima però abbiamo le cellule pluripotenti, che possono ancora formare uno qualsiasi dei tre strati. La ricerca medica ha portato ancora nel 2006 anche allo sviluppo delle Induced Pluripotent Stem Cells (iPSC), ovvero staminali indotte in modo artificiale. Ottenerle richiede l’introduzione nel nucleo cellulare di quattro geni utilizzando dei vettori virali (come per i vaccini).
Allo stadio di morula si formano infatti due linee cellulari, che possiamo individuare distinguendo le cellule staminali esterne dell’agglomerato da quelle interne. Le prime andranno a comporre il trofoblasto, ossia il tessuto che differenzierà nelle strutture destinate al nutrimento del feto. Le altre invece saranno l’embrioblasto (che tradotto significa “germe dell’embrione“).
Se isolate le cellule di questa seconda linea germinativa possono dare luogo a tutti i tessuti che si trovano in un organismo adulto. La
Le cellule staminali multipotenti
Semplicemente la loro possibilità di differenziarsi cala ancora di una buona percentuale e si formano altre tre linee germinali diverse. Il destino delle cellule che vanno a comporre i tre foglietti embrionali è il seguente:
- L’ectoderma, ossia lo strato più esterno, andrà a formare i tessuti di rivestimento (epidermide) e il sistema nervoso (encefalo e midollo spinale). In più darà luogo alle terminazioni nervose degli organi sensoriali, formando il nervo ottico, quello olfattivo e le vie acustiche. La parte di ectoderma che darà origine alle strutture nervose si accorpa nella placca neurale.
- Il mesoderma, costituito dalle cellule staminali dello strato centrale dell’embrione in formazione, formerà i vari tipi di tessuto connettivo. Vale a dire lo scheletro, la muscolatura e naturalmente tutti i vasi che costituiscono l’apparato circolatorio (vene, arterie, capillari). Inoltre dà origine alle gonadi, sia maschili che femminili, oltre che al rivestimento della cavità celomatico (per noi umani è l’addome).
L’endoderma, il “foglietto” più interno, costituirà il tubo digerente (esofago, stomaco e intestino ma non la mucosa della bocca) e il sistema respiratorio (trachea, bronchi e polmoni). Formerà anche le ghiandole accessorie del sistema digerente, ovvero fegato, pancreas e tiroide, che producono gli enzimi fondamentali per la digestione e il corretto funzionamento del metabolismo.
