Cellule staminali: definizione e classificazione

Che cosa sono le cellule staminali?


Le cellule staminali sono cellule primitive non specializzate, prive cioè di una funzione ben precisa all’interno dell’organismo, ma dotate della capacità, oltre che di autorinnovarsi (di produrre cioè altre cellule staminali al ritmo di 200-400 miliardi di nuove cellule al giorno)1, di generare tutte le cellule che costituiscono un individuo adulto,  attraverso un processo chiamato differenziamento cellulare.

È molto attuale il tema della conservazione cellule staminali ed è quindi bene descrivere in maniera approfondita cosa sono queste cellule e qual’è la loro funzione.

Conservazione cordone ombelicale - GuidaInnanzitutto per capire meglio che cosa significa l’espressione “cellule non specializzate” è bene sapere che la cellula è l’unità strutturale fondamentale di ogni organismo. L’organismo umano è composto da cellule specializzate, cioè adatte a svolgere una particolare funzione.

Alcuni esempi di cellule specializzate sono i cardiomiociti e i neuroni: i primi sono le cellule che costituiscono il tessuto muscolare del cuore e che consentono il battito cardiaco mentre i secondi sono le cellule nervose che consentono il trasporto di informazioni mediante impulsi elettrici.

Le cellule staminali non appartengono a nessuna di queste tipologie di cellule, ma sono in grado di originarle tutte grazie alla loro capacità differenziativa.

Proprio grazie alla loro capacità differenziativa, le cellule staminali  si dividono in:

  • Cellule staminali totipotenti

Sono cellule staminali in grado di originare tutte le cellule che compongono un individuo, comprese le cellule che compongono gli annessi extraembrionali, come la placenta. Un esempio di cellula staminale totipotente è lo zigote, cioè la cellula che si ottiene in seguito alla fecondazione e che genererà l’embrione.

  • Cellule staminali pluripotenti

Sono cellule staminali che possono differenziarsi in tutti i tipi di cellule che compongono un individuo ad eccezione degli annessi extraembrionali. Le staminali pluripotenti sono cioè in grado di generare cellule dei tessuti derivanti dall’endoderma (polmoni, pancreas, intestino), dal mesoderma (cuore, vasi sanguigni, reni) e dall’ectoderma (sistema nervoso, epidermide, ossa dermiche)3, i tre foglietti embrionali che si formano all’inizio dello sviluppo dell’embrione e dai quali derivano tutti gli organi e ogni cellula del corpo.

  • Cellule staminali multipotenti

Possono generare diversi tipi di cellule limitatamente ad una specifica funzione. Per esempio le cellule staminali ematopoietiche, che sono presenti nel midollo osseo,  possono dare origine solamente alle cellule del sangue, come ad esempio i globuli rossi.

Capacità differenziativa

Tipi di cellule generate

Esempio di cellula staminale

Esempio di cellule generate

Totipotenti

Tutte le cellule che compongono un individuo

Zigote

Tutte le cellule che formano i tessuti del corpo umano

Pluripotenti

Tutte le cellule che compongono un individuo ad eccezione degli annessi extraembrionali

Cellule staminali embrionali

Tutte le cellule che derivano dai tre foglietti embrionali

Multipotenti

Diversi tipi di cellule limitatamente ad una specifica funzione

Cellule staminali ematopoietiche

Globuli rossi, globuli bianchi, piastrine

 

Un altro criterio di classificazione delle cellule staminali le suddivide sulla base della loro sede di origine in:

  • Cellule staminali adulte

Sono cellule staminali multipotenti virtualmente presenti in ogni tessuto di un individuo adulto. La loro funzione è quella di sostituire nel tessuto di appartenenza le cellule morte a seguito di malattie o invecchiamento con cellule sane4. Le più importanti cellule staminali adulte sono quelle ematopoietiche, presenti nel midollo osseo, e quelle mesenchimali, presenti nel midollo osseo ma anche nel tessuto adiposo e nel pancreas. Le prime sono in grado di generare tutte le cellule del sangue mentre le seconde possono dare origine a cellule del tessuto cartilagineo, osseo ed adiposo.
Il prelievo di cellule staminali adulte avviene con procedure diverse a seconda della sede di origine delle cellule. Tali procedure possono talvolta risultare invasive ed esporre il donatore a rischi di infezione o procedurali. Ad oggi il prelievo di staminali adulte avviene attingendo principalmente al midollo osseo e al tessuto adiposo. Rispetto alle cellule staminali del cordone ombelicale questo tipo di staminali gode inoltre di una minore capacità proliferativa.5

  • Cellule staminali embrionali

Sono cellule staminali pluripotenti presenti nell’embrione. La raccolta di questo tipo di staminali causa la distruzione dell’embrione donatore e solleva quindi importanti quesiti di ordine etico.

Sono cellule staminali presenti nel sangue del cordone ombelicale. Attraverso conservazione cordone ombelicale queste cellule possono essere raccolte con procedure sicure e indolori al momento della nascita e conservate in una banca cordone ombelicale privata o pubblica.

 Riferimenti bibliografici

1 Fonte: Ministero della Salute
2 Francese, R. and P. Fiorina, Immunological and regenerative properties of cord blood stem cells. Clin Immunol. 136(3): p. 309-22.
3  Menendez, P., C. Bueno, L. Wang, and M. Bhatia, Human embryonic stem cells: potential tool for achieving immunotolerance? Stem Cell Rev, 2005. 1(2): p. 151-8.
4  Ikada Y: Challenges in tissue engineering. J R Soc Interface 3:589-601, 2006
5 S. Rutella, G. Bonanno, M. Marone, D. De Ritis, A. Mariotti, M.T. Voso, G. Scambia, S. Mancuso, G. Leone, and L. Pierelli, Identification of a novel subpopulation of human cord blood CD34-CD133-CD7-CD45+lineage- cells capable of lymphoid/NK cell differentiation after in vitro exposure to IL-15. J Immunol 171 (2003) 2977-88.