Biomed CuE » Ingegneria cellulare e tissutale » Cellule staminali: si possono convertire in totipotenti?

Cellule staminali: si possono convertire in totipotenti?

Un team di ricercatori ha realizzato il passaggio, in vivo ed in vitro, da cellule staminali pluripotenti a totipotenti.

Categorie Ingegneria cellulare e tissutale · Innovazione · Medicina

In Cina dei ricercatori hanno sviluppato un nuovo cocktail di farmaci in grado di convertire le cellule staminali in totipotenti. Queste possono differenziarsi in qualsiasi tipologia di cellule del corpo e possono essere utili per ricoprire diverse funzioni grazie alle loro proprietà, come ad esempio la conservazione delle specie in via d’estinzione.

In breve: cosa sono le cellule staminali

Il nostro corpo è composto da molteplici tipologie di cellule, la maggior parte di esse è specializzata per compiere funzioni particolari. Le cellule staminali forniscono nuove cellule man mano che il nostro organismo cresce e sostituiscono le cellule specializzate danneggiate.

cellule staminali
Cellule staminali

Si differenziano in una gerarchia in base alla specializzazione. Troviamo le cellule staminali:

  • Totipotenti: queste sono in grado di generare tutte le tipologie di cellule che compongono il nostro corpo, ad esempio gli zigoti;
  • Pluripotenti: possono dare origine a diverse tipologie cellulari, ma non a tutte, ad esempio alcune genereranno cellule muscolari, cardiache, ossee ed altre cellule nervose ed epiteliali;
  • Multipotenti: creano qualche tipologia di cellula specifica, ad esempio nel midollo osseo vi sono le cellule emopoietiche che generano i globuli rossi, i leucociti, i linfociti e le piastrine;
  • Oligopotenti: possono generare due tipologie di cellule specifiche, un esempio sono le cellule vascolari che possono creare cellule muscolari lisce o endoteliali;
  • Unipotenti: danno luogo ad una sola tipologia di cellule specifica, ad esempio gli epatociti.
cellule staminali
Tipologie di cellule staminali – Credits: Stem Cell Research & Therapy

I ruoli fondamentali delle cellule totipotenti

Questa tipologia di cellule segna l’inizio della vita. Le cellule staminali totipotenti, infatti, hanno la capacità di:

  • produrre tutti i tipi di cellule adulte,
  • entrare nella linea germinale: ossia contribuire con materiale genetico alle generazioni successive,
  • auto-replicarsi: cioè produrre cellule figlie identiche.

Lo zigote è, naturalmente, un esempio di cellula staminale totipotente. Questa tipologia di cellula si trova solo nei primi tessuti embrionali e deriva dalle prime divisioni cellulari dopo la fecondazione.

Evoluzione di uno zigote in blastocisti – Credits: invitra.com

Le cellule totipotenti possono essere derivate dagli ovuli fecondati dalla fecondazione in vitro (FIV), una procedura in cui spermatozoi e ovuli raccolti con laparoscopia vengono inseriti in piatti di coltura e autorizzati alla fecondazione. Gli ovuli fecondati così realizzati possono essere impiantati nell’utero per generare una gravidanza.

Lo studio effettuato

Recentemente gli scienziati sono riusciti a prelevare delle cellule adulte e ad indurre in esse uno stato pluripotente, ciò costituisce la base della ricerca sulla medicina rigenerativa delle cellule staminali. Nel nuovo studio effettuato, il team ha fatto un ulteriore passo avanti, portando per la prima volta le cellule staminali pluripotenti ad uno stato totipotente.

I ricercatori hanno esaminato migliaia di combinazioni di piccole molecole, fino a quando non hanno identificato un particolare mix di tre che sembrava indurre totipotenza nelle cellule staminali pluripotenti dei topi. Hanno chiamato il composto: cocktail TAW, nome dato dalle tre molecole in esso contenute (TTNPB, 1-Azakenpaullone e WS6).

Cellule staminali
Topo in laboratorio

I test molecolari dimostrano che le cellule esposte al cocktail TAW risultano totipotenti a tutti i livelli (trascrittoma, epigenoma e metaboloma). Centinaia di geni trovati nelle cellule totipotenti sono stati attivati, mentre quelli associati alla pluripotenza sono stati disattivati. Per indagare sull’efficacia, il team ha coltivato le cellule in laboratorio (in vitro) e in embrioni vivi nei topi (in vivo). In entrambi i casi, i campioni analizzati si sono comportati come cellule staminali totipotenti; nei topi vivi si sono differenziati lignaggi cellulari embrionali ed extraembrionali (come la placenta).

Questo risultato potrebbe apportare nuove opportunità. A lungo termine, gli scienziati potrebbero creare un organismo vivente direttamente da una cellula matura, eliminando la necessità di spermatozoi e ovuli; ciò potrebbe aiutare, ad esempio, le persone che non possono avere figli. I ricercatori riconoscono, tuttavia, che sorgeranno senza dubbio preoccupazioni etiche.