Le cellule staminali sono le fondamenta di ogni organo e tessuto del nostro corpo. Ci sono diversi tipi di cellule staminali che vengono da diverse parti del corpo o che si sono formate in diverse fasi della nostra vita. Tra di queste abbiamo le cellule staminali embrionali, che sono presenti solo nelle prime fasi dello sviluppo, e vari tipi di cellule staminali adulte, o somatiche, che appaiono durante lo sviluppo fetale e rimangono nel nostro corpo per tutta la vita.
Tutte le cellule staminali hanno la capacità di auto-rinnovarsi (dividersi illimitatamente) e differenziarsi (svilupparsi in cellule più specializzate). Aldilà di queste due specifiche capacità, però, le cellule staminali sono molto diverse tra di loro in base a ciò che possono e non possono fare nelle varie circostanze. Questo è uno dei motivi per cui i ricercatori utilizzano tutti i tipi di staminali nelle loro ricerche.
Le cellule staminali embrionali furono isolate per la prima volta nel 1998, ricavate da una massa cellulare interna della blastocisti, una palla cava di cellule che, negli umani, si forma 3-5 giorni dopo che la cellula uovo è stata fecondata dallo spermatozoo. La blastocisti umana è grande quanto le dimensioni del puntino su questa “i”.
Nello sviluppo normale, le cellule all’interno della massa cellulare danno vita a cellule più specializzate che originano interi tessuti e organi di tutto il corpo. Quando gli scienziati estraggono la massa cellulare interna e fanno crescere queste cellule in laboratorio, mantengono le proprietà delle cellule staminali cellulari embrionali.
Le staminali embrionali sono cellule pluripotenti, questo significa che possono dar vita ad ogni tipo di cellula del corpo già formato, ma non la placenta e il cordone ombelicale. Queste cellule sono incredibilmente preziose perché forniscono una risorsa rinnovabile per lo studio del normale sviluppo e delle malattie, oltre che per la sperimentazione di farmaci e altre terapie. Le cellule staminali embrionali venivano estratte inizialmente dalle blastocisti, create dalla fecondazione in vitro (FIV) usata per la riproduzione assistita, che non erano più necessarie.
Le cellule staminali adulte, o somatiche, sono più specializzate delle staminali embrionali. Di solito queste cellule staminali possono generare diversi tipi di cellule di specifici tessuti o organi in cui si trovano. Per esempio, le staminali che formano il sangue (dette ematopoietiche) nel midollo osseo, possono dar vita ai globuli rossi, globuli bianchi e piastrine. Tuttavia, le staminali emopoietiche, essendo specializzate, non possono costituire cellule del fegato, dei polmoni o del cervello, così come le cellule staminali di altri tessuti e organi non possono generare emazie, leucociti o piastrine.
Alcuni tessuti e organi all’interno del nostro corpo contengono piccole unità di cellule staminali adulte il cui compito è quello di rimpiazzare le cellule da quei tessuti che vengono persi o danneggiati durante l’arco della giornata, come la pelle, il sangue e il rivestimento intestinale.
E’ difficile trovare cellule staminali adulte nel corpo umano, e non sembrano auto-rinnovarsi in coltura con la stessa facilità e velocità con cui lo fanno le staminali embrionali. Tuttavia, lo studio su queste cellule ha incrementato le nostre conoscenze generali sul normale sviluppo, su cosa cambia invecchiando e cosa succede quando ci feriamo o ammaliamo.
Le cellule staminali pluripotenti indotte (iPS) sono cellule create attraverso l’ingegneria genetica in laboratorio convertendo le cellule staminali adulte, come le cellule della pelle, in cellule che si comportano come staminali embrionali. Le iPS sono state ideate per aiutare gli scienziati a imparare di più sul normale sviluppo e sull’insorgere e la progressione delle patologie, oltre ad essere, come le staminali embrionali, importanti per lo sviluppo e la sperimentazione di nuovi farmaci e cure.
Anche se le cellule staminali indotte presentano le stesse caratteristiche delle staminali embrionali, incluse le capacità di dar origine a tutti i tipi di cellule del corpo, non sono esattamente identiche. Gli scienziati stanno esplorando quali sono queste differenze e cosa significano per l’uomo. Per prima cosa, le prime iPS sono prodotte usando virus per inserire alcune copie di geni in cellule adulte, quindi bisogna fare molta attenzione ai frammenti di DNA inseriti. I ricercatori stanno sperimentando nuovi metodi alternativi per creare iPS in modo da poter essere finalmente utilizzate come generatori di cellule o tessuti per cure mediche.