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Le cellule staminali

La cellula è l’unità fondamentale di tutti gli organismi viventi. L’insieme organizzato delle cellule costituisce un tessuto biologico, e diversi tessuti costituiscono gli organi di cui è formato l’organismo.

In seguito alla fecondazione, l'ovocita e lo spermatozoo si fondono dando vita alla prima cellula di un organismo, lo zigote. Questa cellula darà origine a tutte le cellule dell'organismo. 

Tutte le cellule di un organismo derivano quindi da altre cellule preesistenti, che si duplicano attraverso il processo della mitosi grazie al quale, a partire da una cellula, se ne formano due. 

Tutte le cellule vanno incontro ad un inesorabile processo di invecchiamento che porta infine alla loro morte. Per garantire il rinnovamento dei tessuti, sono necessarie delle cellule che possano riprodurre nuove cellule per sostituire le cellule morte. Durante lo sviluppo alcune cellule rimangono indifferenziate e conservano a lungo la capacità di differenziarsi successivamente in vari tipi di cellule, come ad esempio le cellule nervose e muscolari. Queste cellule sono chiamate cellule staminali

Durante lo sviluppo dell'embrione e dell'organismo, nei vari organi si conservano delle cellule staminali che, nel corso della vita, possono essere utilizzate per riformare i tessuti.

Le cellule staminali sono dunque cellule primitive, non specializzate, capaci di trasformarsi attraverso il processo di differenziamento cellulare nei circa 200 diversi tipi cellulari che formano l’organismo: neuroni, cellule della pelle, cellule muscolari, cellule dell’osso, cellule del fegato e così via. Si tratta quindi di cellule il cui destino non è stato ancora deciso.

Il differenziamento cellulare è il processo mediante il quale le cellule somatiche di un organismo, inizialmente identiche, in quanto derivate dallo zigote (la prima cellula dell'organismo), acquisiscono caratteristiche differenziali, sia morfologiche che funzionali.

Per poter essere definita come staminale una cellula deve soddisfare due proprietà:

- l'autorinnovamento

- la potenza

L'autorinnovamento

E' definito come la capacità di compiere un numero illimitato di cicli replicativi, mantenendo lo stesso stadio di differenziamento. 

Ciascuna cellula staminale realizza l'autorinnovamento attraverso una divisione asimmetrica, dove la cellula staminale si divide in un'altra cellula staminale e in una cellula destinata a differenziarsi, a specializzarsi in uno dei possibili tipi di cellule di cui è formato l’organismo.

Cellula staminale
Divisione asimmetrica delle cellule staminali

la potenza

La seconda caratteristica fondamentale che contraddistingue le cellule staminali è la loro capacità di specializzarsi, di dare origine ad una o più tipi cellulari attraverso il differenziamento e diventare quindi cellule di tessuti o di organi specifici con funzioni particolari. Questa proprietà è la potenza. 

In base alla loro potenza le cellule staminali vengono divise in totipotenti, pluripotenti, multipotenti, unipotenti.

TIPOLOGIA CARATTERISTICHE
Totipotenti La totipotenza è la capacità di una singola cellula di dividersi e produrre tutte le cellule differenziate in un organismo, compresi i tessuti extraembrionali (placenta). Ovviamente lo zigote è una cellula totipotente, ma lo sono anche le prime 8 cellule che costituiscono la morula (fino alla terza divisione cellulare dello zigote)
Pluripotenti La pluripotenza è la capacità di una singola cellula di dividersi e di differenziarsi in una qualsiasi delle cellule del corpo. Una cellula totipotente non può dare origine ad un organismo adulto poiché non è in grado di dare origine alla placenta (tessuto extraembrionale). Sono pluripotenti le cellule del nodo embrionale della blastocisti.
Multipotenti Le cellule multipotenti possono differenziarsi in un numero limitato di tipi cellulari. Un esempio di una cellula staminale multipotente è una cellula emopoietica (una cellula staminale del sangue, situata nel midollo osseo) che può svilupparsi solo nei diversi tipi di cellule del sangue (globuli rossi, linfociti, granulociti ...) e quindi non può dare origine ad altre cellule, come le muscolari o le nervose.
Unipotenti Le cellule definite unipotenti sono in grado di differenziarsi in un solo tipo di cellula. Le cellule dello strato basale dell'epidermide sono staminali unipotenti.
Cellule staminali totipotenti
Cellule staminali pluripotenti
Cellule staminali multipotenti del sangue
Cellule staminali multipotenti nervose

le cellule staminali e la cura delle malattie

Negli ultimi anni le cellule staminali sono spesso state descritte come la soluzione definitiva per curare e guarire molte delle malattie oggi incurabili, generando spesso false speranze.

Le malattie effettivamente curabili attraverso il trapianto (autologo, cellule del proprio corpo, o eterologo, con cellule di un donatore compatibile) di cellule staminali, non a livello sperimentale ma attraverso terapie consolidate, non sono molte.

Per alcune patologie, come le leucemie e i linfomi, il trapianto di midollo osseo (cellule staminali emopoietiche) costituisce una terapia ben consolidata, indicata tuttavia per i pazienti in cui il trattamento convenzionale di chemioterapia o radioterapia non ha dato i risultati attesi. La procedura è infatti molto complicata e non priva di rischi: oltre al "rigetto" (nel caso di trapianto eterologo) il paziente può soffrire di infezioni ricorrenti, soprattutto polmoniti. Le cellule staminali sono utilizzate con successo anche per la ricostruzione di pelle e della cornea.

A livello sperimentale sono in atto numerosi tentativi di utilizzare le staminali per altre patologie, ma al momento rimangono sperimentali.