COME SMASCHERARE LE CELLULE
STAMINALI?
• Il modello di ricerca è costituito in prevalenza da
animali di laboratorio, in genere i topi, ma se è
possibile vengono esaminati anche campioni umani.
Il nodo da sciogliere per dimostrare l’esistenza di
cellule staminali in tessuto è l’identificazione del tipo
cellulare con proprietà staminali. Per raggiungere
questo scopo i ricercatori associano tecniche classiche
di analisi morfologiche e istologiche ad approcci più
innovativi, basati su tecnologie biomolecolari che
permettono di isolare le cellule dal tessuto, studiarne
il comportamento e seguirne la progenie.
ANALISI MORFOLOGICHE E ISTOLOGICHE
• Per studiare queste cellule bisogna
prima localizzarle, poi capirne le
forme e le caratteristiche
molecolari. Per fare ciò bisogna
effettuare analisi istologiche di
campioni trattati. Molto utili a
questo proposito sono le tecniche
di colorazione di cellule e tessuti
basati su anticorpi che
riconoscono specifiche molecole e
sono legate a loro volta a
molecole fluorescenti o a enzimi
capaci di produrre precipitati
colorati
ANALISI MORFOLOGICHE E ISTOLOGICHE
• Per identificare le staminali se ne può sfruttare la capacità proliferativa,
semplicemente usando il metodo descritto in precedenza con l’aggiunta di
anticorpi specifici. Tuttavia questo metodo funziona bene durante lo
sviluppo, ciò implica che sia improbabile riuscire ad osservare i macchinari
della divisione visto che nell’organismo adulto le cellule staminali si
dividono più lentamente e raramente. Esiste un’alternativa per eliminare
questo problema, è la possibilità di inserire nel DNA in duplicazione delle
cellule prima della mitosi di una molecola particolare chiamata
bromodesossiuridina. Per “dare un volto” alle staminali si prende in
considerazione l’attività proliferativa: i ricercatori, per disegnare
l’identikit(fenotipo) cercano proteine o molecole che vi siano espresse.
Quest’ultima analisi ha permesso di dimostrare che le cellule staminali
neurali adulte condividono molte caratteristiche con gli astrociti, cellule che
offrono supporto trofico e metabolico ai neuroni e sono distribuite in tutto il
sistema nervoso.
Le cellule neurali: cosa sono?
Le cellule neurali sono l'insieme di cellule multipotenti
presenti nell’embrione, capaci di autorinnovarsi e di
generare i tre principali tipi di cellule che costituiscono il
cervello adulto: neuroni, astrociti e oligodendrociti.
Il cervello adulto è costituito da circa 10.000 tipi di neuroni
funzionalmente differenti. Le CSN sono quindi dotate della
capacità di generare un repertorio di cellule estremamente
diversificato con una potenzialità e una capacità di
autorinnovamento progressivamente più limitate fino a
esaurimento della propria capacità mitotica.
L’equilibrio tra il numero e la tempistica delle divisioni
simmetriche rispetto alle divisioni asimmetriche regola il
numero di cellule staminali e l’omeostasi del tessuto
nervoso.
La neurogenesi adulta
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•
Alcuni neuroni vengono
continuamente generati in due
piccole aree celebrali: la zona
sottoventricolare (SVZ) che si trova
vicino ai ventricoli e la zona
sottogranulare (SGZ) dell'ippocampo.
Le cellule generate nell' SVZ migrano
fino al bulbo olfattivo . In entrambi
i casi le cellule neogenerate vanno a
sostituire dei neuroni morti nei
circuiti nervosi preesistenti ; ciò
consente una maggiore plasticità che
non consiste solo nella formazione di
nuove sinapsi ma nell'introduzione di
nuovi neuroni.
Il fatto che la genesi di nuove cellule
sia possibile per l'intera vita
dell'individuo ha ovviamente aperto
nuove prospettive per la cura di
malattie neurodegenerative in cui i
neuroni persi non vengono
rimpazziati spontaneamente.
Il fenomeno di genesi avviene solo nelle
due piccole aree e il resto del sistema
nervoso centrale (SNC) rimane un
tessuto perenne.
In caso di perdita di neuroni le cellule
dell' SVZ e dell' SGZ non sono in grado
di provvedere alle loro sostituzione.
In altri animali non mammiferi la
neurogenesi è molto più attiva e
persistente in varie zone dell' SNC. Nel
corso dell'evoluzione la capacità
rigenerativa è stata persa, e la capacità
neurogenica fortemente ridotta.
La nicchia delle CSN
La nicchia staminale neurogenica del
cervello adulto costituisce un complesso
microambiente, dove l’azione dei fattori
intrinseci che regolano le CSN (fattori di
trascrizione e regolatori dell’espressione
genica) converge con l’azione di fattori
estrinseci, segnali molecolari tra cellule a
contatto e segnali molecolari secreti a
breve distanza, necessari per il
mantenimento della staminalità delle
CSN residenti, per regolarne le divisioni
cellulari e per influenzarne il destino.
La nicchia staminale neurogenica
presenta una citoarchitettura altamente
organizzata, che assicura le adeguate
interazioni tra i differenti tipi cellulari
presenti.
Le CSN in coltura
Al giorno d’oggi, non esistono
marcatori molecolari in grado di ben
identificare le CSN. Pertanto, la loro
identificazione è determinata dalla
proprietà delle cellule stesse, coltivate
in vitro. La coltura in vitro delle CSN è
possibile grazie alle neurosfere,
aggregati di progenitori neurali. Le
neurosfere costituiscono un ambiente
eterogeneo per la coltura delle CSN.
Dissociando le singole cellule dalla
neurosfera ed incentrandosi sulla loro
coltura, è possibile ottenere nuove
neurosfere. Se si ferma la
somministrazione di sostanze di
crescita alle neurosfere in coltura,
.
avviene la fase di differenziamento
nelle 3 CSN principali.
Prospettive Terapeutiche
Lo studio delle CSN offre grosse speranze nella loro
applicazione terapeutica in quanto consentirebbe la cura
delle neuropatologie. Tuttavia, in questo campo
incombono controversie sia tecniche che etiche.
L’ipotesi sulla possibilità di ottenimento delle CSN da
tessuti non neurali era altamente discussa; tuttavia, con
lo sviluppo degli studi delle iPS ( Cellule Staminali
Pluripotenti indotte ), si sta cercando di sfatare questo
mito servendosi della riprogrammazione cellulare. Ciò
che resta da fare è l’invenzione di strumenti tecnici che
permettano la terapia con CSN e verificare il riscontro
dei tessuti neurali del ricevente.
