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Le cellule staminali
Quando la cellula uovo viene fecondata da uno spermatozoo, si ottiene la cellula (zigote) dalla quale deriverà il
nuovo individuo. Si tratta, insomma, della cellula capostipite di tutte quelle che formeranno l’adulto. Lo zigote contiene nei suoi cromosomi (46 nella specie umana) gli stessi geni e il medesimo patrimonio genetico di qualsiasi cellula del nostro corpo. Questo fatto suscita uno dei problemi più importanti, e ancora non risolti, della biologia: come
è possibile che da una cellula non differenziata (cioè “generica”) come lo zigote, si produca un individuo fatto da più di
200 tipi cellulari diversi?
Lo zigote e il grumo di cellule che da esso si forma subito dopo la fecondazione vengono detti cellule totipotenti,
appunto perché sono in grado di formare tutte le altre.
Ma a poco a poco, nel corso dello sviluppo embrionale,
le cellule cessano di somigliarsi tra loro, perché si differenziano, assumendo forme e funzioni diverse. Alcune diventano cellule della pelle, altre cellule muscolari, altre
ancora cellule nervose, e così via. Questo fenomeno si
chiama differenziamento cellulare. Una cellula differenziata (per esempio, una cellula del fegato, del cervello, del rene ecc.) è destinata a rimanere per sempre quello che è.
Ma non tutte le cellule del corpo rimangono stabili nel corso della vita. Ci sono
anche dei tessuti che si “consumano” continuamente, per esempio la pelle che perde cellule (ormai morte) ogni volta che
tocchiamo un oggetto o ci muoviamo nei
vestiti. Guardando la nostra pelle, non vediamo una superficie di cellule vive, ma
solo ciò che resta di cellule nate non più
di un mese prima. Il fatto è che nello strato germinativo della pelle, a 2-3 decimi di
millimetro sotto la superficie, si trovano
cellule basali che sono in continua divisione per formare le nuove cellule dell’epidermide. Le cellule dello strato basale
sono cellule staminali: infatti, si dividono continuamente formando cellule figlie
(cellule di transito) che, dividendosi a
loro volta, formeranno le cellule differenziate superficiali dell’epidermide (che
non si dividono più e alla fine si sfaldano).
Le cellule staminali, dunque, per definizione, sono cellule indifferenziate capaci di
riprodurre se stesse, ma capaci di generare
anche cellule destinate a differenziarsi.
All’inizio si pensava che una cellula staminale di un tessuto, per esempio del tessuto nervoso, fosse in grado di generare
soltanto cellule nervose, ma poi si è visto
che le staminali sono molto più plastiche:
per esempio, una cellula staminale che si
trova nel cervello è capace di formare, in
condizioni sperimentali opportune, anche cellule muscolari o cellule del sangue.
Potendo generare molti tipi cellulari diversi, le cellule staminali sono perciò dette multipotenti.
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La coltura
Oltre che nei tessuti adulti (dove però si trovano in piccolo numero e sono difficili da individuare), le cellule staminali si trovano anche in un embrione di poche cellule,
nel cordone ombelicale (che contiene lo stesso DNA dell’embrione) e nel liquido amniotico. Da questi tessuti le
cellule staminali possono essere prelevate e quindi venire coltivate in laboratorio per ottenere, dopo successive
moltiplicazioni, un gran numero di cellule indifferenziate
(fig. 1).
Successivamente si possono aggiungere alla coltura cellulare particolari sostanze capaci di indurre il differenziamento delle cellule, trasformandole così in cellule epiteliali, muscolari, nervose o altro, a seconda delle esigenze.
Fig. 1.
Le cellule staminali, a seconda della necessità, possono riprodurre
se stesse (generando altre cellule staminali indifferenziate) oppure
produrre cellule chiamate “di transito”, cioè cellule non ancora
differenziate ma già indirizzate a formare un certo tipo di tessuto.
Le cellule di transito si moltiplicano attivamente.
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© Istituto Italiano Edizioni Atlas
Capitolo 13. i
sistemi di trasporto e di difesa