Dove si trovano le cellule staminali negli adulti?

Qualsiasi appassionato di scienza conosce le proprietà eccezionali delle cellule staminali: autorinnovarsi, differenziarsi in tipi diversi di cellule, regolare il sistema immunitario, stimolare lo sviluppo di nuovi vasi sanguigni… Resta una domanda: dove si trovano queste cellule eccezionali?

In questo articolo scopriremo tutti i luoghi dalle quali si possono prelevare le staminali, specie all’interno di un corpo adulto.

Dove si trovano le staminali totipotenti?

Prima di passare alle staminali adulte, vale la pena capire qual è la fonte primaria delle cellule staminali più potenti in assoluto, ovvero quelle totipotenti.

Come già visto in passato, esistono diversi tipi di cellule staminali, ciascuno dei quali con capacità specifiche. All’interno dell’organismo adulto troviamo staminali pluripotenti e multipotenti, che possono differenziarsi solo in determinate tipologie di cellule. Ad esempio, una cellula mesenchimale difficilmente diventerà un globulo rosso o un globulo bianco; quanto meno in natura.

L’ideale sarebbe avere staminali che possano differenziarsi in tutte le cellule dell’organismo, ovvero totipotenti. Purtroppo, le cellule staminali embrionali sono le uniche davvero totipotenti, in grado di produrre tutte le cellule presenti nel corpo, inclusi tessuti extra-embrionali come la placenta.

Data la provenienza, l’utilizzo delle staminali embrionali solleva importanti questioni etiche e pratiche. Per ovviare al problema, quindi, si sta studiando come trasformare le staminali pluripotenti in staminali totipotenti; questo consentirebbe di raccogliere cellule da tessuti adulti e di ringiovanirle in vitro.

La ricerca è ancora in corso, ma i risultati ottenuti ad oggi sono promettenti.

Dove si trovano le staminali in un organismo adulto

Un embrione non potrebbe mai trasformarsi in un feto e in un individuo, senza una cospicua riserva di staminali totipotenti. D’altra parte, le staminali sono preziose anche all’interno di un organismo adulto, motivo per cui ne ospitiamo una piccola riserva lungo tutta la vita.

Sebbene le staminali adulte siano “solo” pluripotenti e multipotenti, sono fondamentali per riparare i tessuti e produrre cellule sempre nuove. Senza di esse, non potremmo riparare i tanti piccoli danni che subiamo nella vita, né tanto meno crescere e diventare adulti.

La ricerca medica sta cercando un modo per indirizzare queste capacità, per riparare anche danni estesi o causati da malattie degenerative. Da dove si prelevano le staminali necessarie?

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Midollo osseo

Il midollo osseo è una delle fonti più note di cellule staminali adulte. Al suo interno si trovano:

• cellule staminali emopoietiche, in grado di produrre tutte le cellule del sangue. La loro importanza è cruciale per il sistema immunitario, il trasporto di ossigeno e la coagulazione del sangue;
• cellule staminali mesenchimali, in grado di differenziarsi in diversi tipi di cellule del tessuto connettivo, come cellule ossee (osteoblasti), cartilaginee (condrociti) e adipose (adipociti). Queste servono a produrre i tessuti che supportano le cellule ematopoietiche, creando il microambiente necessario per la loro crescita e differenziazione;
• cellule staminali endoteliali, cellule multipotenti che possono differenziarsi solo in cellule del tessuto endoteliale (quello che copre vasi sanguigni e vasi linfatici).

Queste tre tipologie di cellule staminali si trovano in aree diverse del midollo osseo, ovvero nel midollo rosso e nel midollo giallo.

Il midollo rosso è quello più abbondante nell’infanzia, ricco di staminali ematopoietiche e nel quale si producono tutte le cellule del sangue. Diminuisce con l’avanzare degli anni, lasciando spazio a quello giallo; in compenso, aumenta leggermente in caso di traumi gravi, per soddisfare la richiesta di cellule del sangue.

Il midollo giallo si chiama così per l’abbondanza di tessuto adiposo, che gli conferisce il tipico colore giallino. Inoltre contiene grandi quantità di stroma, ovvero di tessuto connettivo che regola il passaggio delle cellule del sangue dal midollo osseo ai vasi sanguigni; questo contiene prevalentemente staminali mesenchimali e multipotenti endoteliali.

Come si prelevano le staminali dal midollo osseo

Il midollo osseo rosso, quello maggiormente usato per i trapianti, si trova principalmente nelle ossa piatte: cresta iliaca, sterno e vertebre. Il luogo di prelievo preferito è la cresta iliaca, quindi all’altezza del bacino e a lato dell’osso sacro.

Per prelevare il midollo, il medico inserisce un ago attraverso pelle e periostio, la membrana che riveste l’osso. Raggiunta la cavità midollare, aspira una piccola quantità di sangue midollare; se necessario, potrebbe ripetere l’operazione in un altro punto. Il tutto avviene in anestesia locale e dura massimo 30 minuti.

Pro del prelievo di midollo osseo

• Abbondanza di cellule staminali ematopoietiche. Il midollo osseo è una fonte primaria di cellule staminali emopoietiche, essenziali per i trapianti di midollo osseo nel trattamento di leucemie e altre malattie del sangue.
• Abbondanza di cellule mesenchimali. Oltre alle cellule emopoietiche, il midollo osseo contiene anche cellule mesenchimali; queste hanno dimostrato di avere un potenziale rigenerativo maggiore rispetto alle mesenchimali prelevate dal tessuto adiposo.
• Facilità di isolamento. All’interno dei campioni di midollo osseo, è relativamente semplice isolare le staminali dalle cellule “inutili”.
• Pratiche consolidate. Il trapianto di midollo osseo è una procedura consolidata e con una lunga storia di successi clinici.

Contro del prelievo di midollo osseo

• Procedura invasiva. Nonostante la pratica sia ormai consolidata, il prelievo di midollo osseo rimane una procedura chirurgica che richiede anestesia.
• Rischio di complicazioni, sebbene rare.
• Tempi di recupero. Dopo l’intervento, il donatore deve rimanere a riposo per almeno 5-7 giorni.
• Compatibilità HLA. Per i trapianti allogenici (da donatore), è fondamentale ci sia un’alta compatibilità HLA tra donatore e ricevente. Altrimenti, c’è il serio rischio di incorrere in un rigetto.

Tessuto adiposo

Il tessuto adiposo – detto comunemente “grasso” – rappresenta una fonte sorprendentemente ricca di staminali mesenchimali.

La raccolta delle cellule mesenchimali avviene tramite liposuzione: il medico esegue un piccolo taglio dove si concentra l’adipe, vi inserisce una cannula e preleva il grasso. Una volta raccolto, questo verrà lavorato per isolare le staminali.

Data la semplicità dell’operazione, questo è il metodo di raccolta preferito per le staminali mesenchimali.

Pro della liposuzione

• Abbondanza di cellule mesenchimali. Il tessuto adiposo è una fonte abbondante di cellule mesenchimali, molto più concentrate rispetto al midollo osseo.
• Procedura poco invasiva, rispetto al prelievo del midollo osseo. Rispetto al prelievo di midollo osseo, la liposuzione è generalmente considerata meno invasiva e con tempi di recupero più brevi.
• Facilità di accesso. Il tessuto adiposo è presente in molte parti del corpo ed è facile accedervi.
• Potenziale autologo. Le cellule staminali adipose si possono prelevare facilmente dal paziente stesso per terapie autologhe.
• Elevate capacità come immunomodulante e immunosoppressore, il che consente di usarle per prevenire e trattare la malattia da trapianto contro l’ospite.

Contro della liposuzione

• Minore concentrazione di cellule emopoietiche. Qualora servissero più tipologie di staminali, il tessuto adiposo non sarebbe una buona fonte.
• Variabilità nella qualità e nella qualità delle cellule, a seconda del paziente e della tecnica di prelievo.
• Rischio di complicazioni, sebbene rare: la liposuzione rimane pur sempre una procedura chirurgica, seppure meno invasiva rispetto al prelievo di midollo osseo.
• Necessità di elevata processazione, per isolare e concentrare le cellule staminali.

Sangue periferico

Il midollo osseo è dove si concentra la maggior parte delle cellule staminali ematopoietiche, ma anche il sangue periferico ne contiene piccole quantità. In caso di necessità, è possibile raccoglierle usando una procedura chiamata aferesi.

Nei giorni che precedono l’aferesi, il donatore assume dei farmaci che mobilizzano le staminali dal midollo osseo al sangue periferico, aumentandone la concentrazione nel sangue periferico. Dopodiché, si preleva il sangue tramite una macchina che separa le staminali e reinfonde il resto; è lo stesso principio della dialisi o della donazione di plasma.

Pro dell’aferesi

• Procedura poco invasiva, specie rispetto al prelievo di midollo osseo.
• Attecchimenti più rapido delle staminali da sangue periferico, rispetto ai trapianti di midollo osseo.

Contro dell’aferesi

• Necessità di mobilizzazione farmacologica, che potrebbe causare effetti collaterali temporanei come dolore osseo, affaticamento, febbre.
• Minore concentrazione di staminali, in condizioni basali. In assenza di mobilizzazione farmacologica, la concentrazione di cellule staminali nel sangue periferico è bassa.
• Durata della procedura. Il prelievo delle staminali e la reinfusione può durare diverse ore.
• Proprietà di auto-rinnovamento limitate, poiché le cellule del sangue sono di base molto più differenziate.

Cordone e tessuto cordonale

Il cordone ombelicale è ricchissimo sia di cellule emopoietiche sia di cellule mesenchimali; le prime si concentrano nel sangue cordonale, mentre le seconde si trovano soprattutto nella gelatina di Wharton.

Come visto in più articoli, le staminali del cordone ombelicale hanno proprietà maggiori rispetto a quelle adulte: essendo cellule giovani, godono di una maggiore capacità proliferativa e provocano meno rischi di rigetto, in caso di trapianto.

Pro della raccolta di sangue e tessuto cordonale

• Raccolta non invasiva. La raccolta non comporta alcun rischio o dolore per la madre o il neonato.
• Ricchezza di cellule staminali giovani, con un’elevata capacità proliferativa e proprietà di gran lunga maggiori rispetto alle cellule staminali più adulte.
• Minore rischio di rigetto, anche in caso di compatibilità HLA non perfetta.

Contro della raccolta di sangue e tessuto cordonale

• Raccoglibili una volta nella vita, ovvero al momento del parto.
• Quantità limitata di cellule, il che può essere un problema per il trattamento di pazienti adulti. Per fortuna, le tecnologie moderne consentono di far moltiplicare le cellule staminali in vitro.
• Conservazione pubblica non disponibile. In Italia, la conservazione delle staminali deve passare da realtà private come Sorgente. L’unica alternativa è la donazione pubblica del cordone, durante la quale vanno persi oltre il 90% dei cordoni raccolti a causa di normative troppo stringenti.

Nicchie di cellule staminali

Oltre alle fonti principali, il corpo umano contiene piccole nicchie di cellule staminali sparse in quasi tutti i tessuti adulti. Il loro compito è garantire il mantenimento e la riparazione dei tessuti specifici in cui risiedono.

Il futuro è nelle cellule staminali

Le cellule staminali, con la loro straordinaria capacità di autorinnovamento e differenziazione, rappresentano una delle frontiere più promettenti della medicina. Comprendere dove si trovano nel nostro corpo e come prelevarle è un passo fondamentale, se vogliamo sfruttarne appieno il potenziale terapeutico.

Se vuoi approfondire la raccolta e conservazione del cordone ombelicale, contatta Sorgente e prenota una consulenza gratuita con uno dei nostri consulenti. Risponderà a tutte le tue domande.