CELLULE STAMINALI PLURIPOTENTI INDOTTE: NUOVE FRONTIERE
Le cellule pluripotenti indotte (iPSC) sono cellule in grado di autorinnovarsi e trasformarsi in vari tipi di
cellula o tessuto dell’organismo. Nel 2006 un gruppo di scienziati giapponesi guidato dal professor Shinya
Yamanaka (vincitore per questa scoperta del premio Nobel per la medicina nel 2012) riuscì ad ottenere le
cellule staminali pluripotenti indotte inserendo quattro particolari geni nei fibroblasti di un topo e, alla fine
dell’anno successivo, in quelli umani tramite vettori retro-virali in grado di riprogrammare il genoma di
cellule specializzate (come i fibroblasti embrionali di topi o umani) e di farle ritornare in uno stato simile a
quello delle cellule staminali embrionali, ottenendo così la possibilità di generare diversi tipi cellulari.
Le iPSC potrebbero essere una grande promessa per la cura di patologie oggi incurabili. Esse, infatti, oltre
a costituire una fonte di cellule per la sostituzione e la rigenerazione di tessuti danneggiati a causa di
malattie, lesioni, difetti congeniti o invecchiamento, potranno essere usati per la creazione di nuovi
farmaci. Ma ci sono ancora molti problemi da risolvere; alcuni studi, ad esempio, hanno rivelato che le
cellule derivate dalle pluripotenti indotte hanno un tasso di mortalità più elevato di quelle derivate da
cellule staminali embrionali e la loro capacità di proliferazione è minore. Inoltre, è stato recentemente
dimostrato che il processo di riprogrammazione è responsabile di anomalie genetiche e danni sul DNA
quali la cancellazione o l’ingrandimento di regioni del genoma su alcuni cromosomi.
La produzione di cellule staminali indotte attraverso il metodo messo a punto da Yamanaka è un processo
molto lento e con bassa efficienza, poiché solo l’uno per cento delle cellule adulte così trattate ritornano
staminali: è come se qualcosa impedisse alla maggior parte delle cellule riprogrammate di diventare cellule
pluripotenti indotte.
Recentemente però Yoach Rais, insieme ai suoi collaboratori, ha individuato una proteina che potrebbe
rappresentare l’ostacolo alla riprogrammazione delle cellule adulte; infatti, quando viene rimossa questa
proteina, prodotta da un gene chiamato Mbd3, il processo di produzione delle staminali diventa efficiente
quasi al 100%. Si pone, tuttavia, un problema: il gene Mbd3 viene attivato dagli stessi geni utilizzati per
riprogrammare le cellule. Se da una parte quindi questi ultimi attivano la riprogrammazione cellulare,
dall’altra la inibiscono. I ricercatori pensano di poter aggirare questo ostacolo non eliminando
completamente il gene Mbd3, ma soltanto inattivandolo momentaneamente.
L’applicazione, sia su cellule di topo che su cellule umane, sembra dimostrare l’efficacia di questo
metodo. Ma un ulteriore passo avanti, nel rendere la riprogrammazione di cellule adulte sempre più
efficiente e quindi utilizzabile per scopi terapeutici, viene da una ricerca molto recente condotta in
Giappone, a Kobe, nel Centro Riken per la Biologia dello sviluppo, da Haruko Obokata e colleghi che hanno
messo a punto un metodo più semplice e molto veloce: se si immergono cellule della pelle o del sangue in
una soluzione acida per 15 minuti, queste sembrano dapprima morire, ma poi si trasformano in cellule
indifferenziate, molto simili alle staminali embrionali, capaci di generare tessuti diversi. Gli autori hanno
chiamato questo processo STAP (stimulus-triggered acquisition of pluripotency), cioè acquisizione di
pluripotenza innescata dallo stimolo. Le cellule STAP però sono diverse dalle staminali embrionali e delle
iPSC, perché non sono in grado di autoreplicarsi e possono essere mantenute in coltura solo per pochi
giorni, ma acquisiscono le caratteristiche di staminali embrionali e quindi anche la capacità di autoreplicarsi
se vengono messe nelle stesse condizioni di coltura utilizzate per le staminali pluripotenti. Da queste
cellule i ricercatori sono riusciti ad ottenere un embrione di topo con regolare battito cardiaco.
Queste nuove scoperte aprono la strada ad una maggiore comprensione del processo di produzione e
funzionamento delle cellule staminali, un presupposto indispensabile per una possibile applicazione in
campo medico che potrebbe portare alla rigenerazione di organi umani e alla cura di malattie oggi non
curabili.
Benvenuto Maria Vittoria
Deodato Angela
