Che cosa sono le cellule staminale?
Alcune cellule del corpo umano hanno la capacità di rinnovarsi e trasformarsi in diversi tipi di cellule. Queste cellule, chiamate cellule staminali, si dividono e si moltiplicano, a differenza delle cellule muscolari e nervose, che non possono riprodursi. Le cellule staminali, che consentono a milioni di cellule di formarsi da una singola cellula, possono anche dividersi e moltiplicarsi per rinnovarsi.
Se il tuo corpo fosse un edificio, le tue cellule staminali ne sarebbero le fondamenta. Le cellule staminali sono le uniche cellule del tuo corpo che possono differenziarsi. I trilioni di cellule nel tuo corpo possono creare più di 200 cellule differenziate, come le cellule del sangue e delle ossa.
Come funzionano le cellule staminali?
Le cellule staminali fanno due cose che le altre cellule non possono:
- Si rinnovano e si dividono costantemente per creare copie esatte di se stesse. Le cellule tipiche o normali si moltiplicano e si dividono, ma hanno una durata di vita limitata.
- Sono le uniche cellule che producono cellule differenziate per sostituire o riparare specifici tipi di cellule. Le cellule staminali emopoietiche supportano le cellule del sangue e quelle immunitarie. Le cellule staminali basali supportano le cellule della pelle. Le cellule staminali mesenchimali supportano ossa, cartilagine, muscoli e grasso.
Sebbene le cellule staminali non possano trasportare ossigeno o fornire ormoni e neurotrasmissione, svolgono un ruolo nella formazione di cellule che svolgeranno queste funzioni vitali. Quando una malattia entra nel corpo, una cellula staminale si moltiplica e si trasforma in altre cellule necessarie al corpo, riparando il tessuto o l’organo malato.
Quali sono i tipi di cellule staminali?
I tipi di cellule staminali nel nostro corpo sono:
- Cellule staminali embrionali (pluripotenti)
- Cellule staminali tessuto-specifiche (multipotenti o unipotenti)
- Cellule staminali pluripotenti indotte (innescate) (IPS)
- Cellule staminali emopoietiche
- Cellule staminali mesenchimali
- Cellule staminali endoteliali
Cellule staminali embrionali (pluripotenti):Queste cellule hanno il potere di svilupparsi in qualsiasi tipo di cellula. Le cellule staminali embrionali si ottengono dal sangue del cordone ombelicale donato o da embrioni sviluppati durante la fecondazione in vitro.
Cellule staminali tessuto-specifiche (multipotenti o unipotenti):Queste cellule possono produrre nuove cellule staminali solo per il tessuto in cui vivono. Ad esempio, le cellule staminali ematopoietiche nel midollo osseo possono produrre nuove cellule del sangue e piastrine. Ma non possono produrre nuove cellule staminali polmonari o epatiche. I ricercatori ottengono queste cellule staminali da tessuti donati.
Le cellule staminali multipotenti si trovano anche nel liquido amniotico. Queste cellule staminali sono altamente reattive e possono espandersi parecchio senza un mezzo nutritivo. L’utilizzo di queste cellule staminali sembra superare molti dei problemi associati alle cellule staminali derivate da embrioni umani.
Cellule staminali pluripotenti indotte (IPC):Si tratta di cellule staminali prodotte in laboratorio che hanno l’aspetto e il comportamento di cellule staminali embrionali. I ricercatori medici utilizzano queste cellule per studiare come si sviluppano i tessuti, come le malattie li colpiscono e per testare nuovi farmaci e trattamenti.
Cellule staminali mesenchimali:Cellule staminali mesenchimali: sono cellule multipotenti che possono dare origine a cellule della linea stromale delle linee osteoblastica (osso), adipogenica (grasso), mioblastica (muscolo), condrogenica (cartilagine) e fibroblastica (tessuto connettivo).
Come viene eseguito il trattamento con cellule staminali?
Le cellule staminali prelevate dalla persona o da un donatore vengono trapiantate nei pazienti e utilizzate per rinnovare le cellule, i tessuti e gli organi danneggiati del paziente. In precedenza, il trattamento veniva eseguito solo con cellule staminali prelevate dal midollo osseo, ma oggi possono essere prelevate anche dal sangue periferico, dal grasso ombelicale e persino dal sangue del cordone ombelicale. Inoltre, di recente, le cellule staminali possono essere ottenute da ovuli (cellule staminali embrionali) e tessuto adiposo.
Il trattamento con cellule staminali viene eseguito in due modi:
1. Gli aspirati ottenuti dai tessuti ricchi di cellule staminali di coloro che necessitano di trattamento vengono concentrati in condizioni sterili e applicati all’area danneggiata. Di solito vengono utilizzati grasso addominale e midollo osseo. Il tessuto adiposo è la fonte più abbondante e semplice di cellule staminali. Nel 2011, la rivista Time ha selezionato la produzione di cellule staminali dal tessuto adiposo come una delle 50 invenzioni più importanti dell’anno.
2. Le cellule staminali prelevate da un’altra persona vengono prodotte in laboratorio e portate al numero e alle caratteristiche desiderati. Qui vengono utilizzate cellule staminali ottenute allogenicamente dal sangue del cordone ombelicale.
Terapia con cellule staminali derivate dal midollo osseo
La terapia con cellule staminali derivate dal midollo osseo è utilizzata nel trattamento delle seguenti malattie:
- Malattie cardiache, cerebrali e nervose
- Anomalie derivanti dal sistema metabolico o enzimatico congenito
- Midollo osseo malato o danneggiato
- Stress sul sistema immunitario
- Tessuti e organi danneggiati
Malattie neurodegenerative
- Malattie di Alzheimer, Parkinson, sclerosi multipla ecc.
- Lesioni del midollo spinale
- Paralisi dovuta a occlusione vascolare cerebrale
In alcune malattie e lesioni, sebbene le cellule staminali non siano efficaci nella guarigione delle aree danneggiate del cervello, forniscono guarigione attivando le cellule del cervello sano tessuto.
Malattie sistemiche e varie
- Malattie cardiache congestizie
- BPCO
- Diabete
- Disfunzione erettile
- Degenerazione maculare
- Alopecia (calvizie localizzata)
- Malattia arteriosa periferica (Burger)
Malattie ematologiche
- Tumori del midollo osseo
- Linfoma-linfoma di Hodgkin
- Leucemia-mieloma multiplo
- Anemia mediterranea
- Malattie delle plasmacellule
- Insufficienza del midollo osseo
- Malattie del sangue ereditarie e congenite malattie
Malattie dell’apparato muscolo-scheletrico
- Osteoartrite (usura dell’articolazione)
- Problemi al menisco nelle ginocchia
- Problemi ai tendini e ai legamenti
- Malattie muscolari
- Varie lesioni (traumi sportivi)
- Malattie reumatiche (LES-RA)
Applicazioni cosmetiche
- Ringiovanimento e rassodamento della pelle
- Cosmetici per le mani
- Traumi alle ossa facciali e ai tessuti molli
- Applicazioni di chirurgia maxillo-facciale
- Ripristino dei capelli
- Applicazioni di chirurgia plastica
- Ferite chirurgiche riparazione
- Applicazioni ricostruttive (seno ecc.)
- Rimozione di ustioni, ferite e cicatrici
Come si ottengono le cellule staminali?
Le cellule staminali si ottengono dal tessuto adiposo e dal midollo osseo. Il processo di prelievo delle cellule avviene in leggera sedazione e anestesia locale, in modo che il paziente non senta dolore.
Le cellule staminali nel tessuto adiposo prelevato dall’osso pelvico-gamba o dall’addome vengono sottoposte a un processo di filtraggio e separazione in condizioni sterili.
Dopo il processo di preparazione delle cellule staminali, che richiede circa 30-40 minuti, le cellule staminali pure ottenute sono pronte per l’applicazione.
Quali sono i prodotti autorizzati utilizzati nella terapia con cellule staminali?
- +Fibroblasti dal tessuto cutaneo
- Cellule staminali mesenchimali dal cordone ombelicale
- Cellule staminali mesenchimali dal tessuto adiposo
- Cellule staminali mesenchimali dal tessuto cartilagineo
- Cellule staminali mesenchimali dal tessuto sinoviale
- Esosomi
- Frazione vascolare stromale derivata dal tessuto adiposo (SVF)
- Cellule mononucleari derivate dal midollo osseo
Quali sono le applicazioni delle cellule staminali approvate dal Ministero della Salute?
Ecco alcune delle aree di applicazione del trattamento con cellule staminali approvate dal Ministero della Salute:
- Polmonite da Covid-19
- Fibrosi polmonare idiopatica
- BPCO
- Lesioni del piede diabetico
- Malattie delle arterie periferiche
- Lesione del midollo spinale
- Paralisi cerebrale
- Lesione cerebrale traumatica
- Encefalopatia ipossico-ischemica
- Atassia spino-cerebellare (atassia di Friedreich)
- Distrofia muscolare di Duchenne
- Fibrosi cistica
- Ischemica Malattie cardiache
- Encefalite autoimmune
- Distrofia muscolare dei cingoli
- Disturbo dello spettro autistico
- Sclerosi multipla
- Ictus
- Miopatia progressiva congenita
- Atrofia ottica
- Retinite pigmentosa
- Disfunzione erettile
- Insufficienza ovarica
- Sclerodermia
- Morbo di Crohn
- Intestino corto
In che modo la terapia con cellule staminali aiuta con le malattie muscoloscheletriche?
La degenerazione muscoloscheletrica e le complicazioni da lesioni sono diventate più comuni man mano che le persone vivono più a lungo e partecipano a sempre più attività.
La terapia con cellule staminali offre soluzioni per riparare, ripristinare o sostituire elementi scheletrici e tessuti correlati colpiti da lesioni acute, degenerazione cronica, disfunzione genetica e difetti correlati al cancro.
Alcune malattie muscoloscheletriche in cui viene utilizzata la terapia con cellule staminali includono:
Osteoartrite: il danno alla cartilagine, che può verificarsi per diversi motivi, provoca usura e deterioramento delle articolazioni del ginocchio e dell’anca nel tempo, causando infine l’artrosi, che è definita come calcificazione. Quando una cellula cartilaginea muore, non può guarire da sola. Le cellule staminali sono un metodo utilizzato per ridurre la progressione del danno nei pazienti che hanno già iniziato a danneggiare la cartilagine ma sono troppo prematuri per l’intervento chirurgico o non vogliono l’intervento chirurgico.
Lesione del menisco: la terapia con cellule staminali viene utilizzata nelle lesioni parziali e complete del menisco, che impediscono alle superfici articolari del ginocchio di sfregare tra loro. Per questo, si utilizza come fonte il grasso addominale o il midollo osseo dalla superficie anteriore della tibia. Viene iniettato intra-articolare nel tessuto del menisco e in prossimità di esso sotto ultrasuoni.
Fratture ossee e pseudoartrosi: nell’osso, le cellule progenitrici possono dare origine agli osteoblasti, che diventano cellule ossee mature o osteociti. Gli osteociti sono cellule viventi nel tessuto osseo maturo. Le cellule staminali possono stimolare la crescita ossea e supportare la guarigione dell’osso danneggiato. Tradizionalmente, i difetti ossei sono stati trattati con materiale di innesto osseo solido posizionato nell’area della frattura o della pseudoartrosi. Le cellule staminali e le cellule progenitrici vengono ora posizionate con innesti ossei per stimolare e accelerare la guarigione.
Danni alla cartilagine articolare: la superficie interna delle articolazioni è chiamata cartilagine articolare. I danni alla cartilagine articolare possono spesso portare alla degenerazione dell’articolazione e ad artrite dolorosa. Le tecniche attuali per il trattamento dei danni alla cartilagine articolare utilizzano innesti e trapianti di cartilagine per riempire i difetti.
Problemi ai legamenti e ai tendini: le cellule staminali mesenchimali possono anche svilupparsi in cellule specifiche del tessuto connettivo. Ciò può aiutare le lesioni ai legamenti e ai tendini, come le rotture del tendine del quadricipite o di Achille, a guarire più velocemente.
Cos’è un esosoma?
Gli esosomi sono piccole vescicole o bolle rilasciate dalle cellule nell’ambiente. Svolgono un ruolo fondamentale nella comunicazione cellulare, trasportando proteine, lipidi e materiale genetico (come l’RNA) da una cellula all’altra.
Cos’è la terapia con esosomi e a cosa serve?
Gli esosomi aiutano le cellule a inviarsi segnali. Possono trasportare informazioni importanti che influenzano il comportamento di altre cellule.
Gli esosomi rilasciati dalle giovani cellule staminali hanno un effetto importante nella regolazione dei processi rigenerativi nel corpo. Sebbene gli esosomi non siano cellule, svolgono un ruolo fondamentale in tutte le comunicazioni intercellulari nel corpo e nel ringiovanimento cellulare.
Gli esosomi possono essere trovati in vari fluidi biologici come sangue, urina e saliva. La loro presenza in questi fluidi li rende candidati promettenti per test diagnostici non invasivi.
Come viene applicata la terapia degli esosomi?
DNA, RNA, amminoacidi e centinaia di fattori di crescita si trovano negli esosomi utilizzati nel trattamento. Per ottenere gli esosomi dalle cellule staminali, le cellule staminali nella coltura vengono prima coltivate. Quindi, gli esosomi vengono purificati dal mezzo liquido in cui si trovano le cellule staminali coltivate nella coltura. Nella fase successiva, vengono liberati dalle cellule staminali e si ottengono esosomi puri.
Quali sono i vantaggi della terapia con esosomi?
Invecchiamento, malattie croniche, fattori ambientali e disturbi genetici possono interrompere il processo di guarigione interferendo con il modo in cui le cellule staminali comunicano con altre cellule. Gli esosomi sono una delle terapie cellulari di nuova generazione perché svolgono un ruolo fondamentale nella regolazione di questi processi di comunicazione.
Le malattie degenerative sono causate dal continuo deterioramento cellulare che colpisce tessuti o organi. Sebbene le cellule staminali siano generalmente responsabili del ringiovanimento cellulare, alcuni fattori esterni possono interferire con questa funzione. È possibile accelerare il processo di guarigione e rigenerazione supportando le funzioni delle cellule staminali con esosomi forniti dall’esterno.
Altri vantaggi della terapia con esosomi sono:
- Contiene 3 diverse citochine contenenti 50 diversi fattori di crescita (proteine e peptidi che consentono alle cellule di comunicare tra loro)
- È una procedura che viene applicata senza la necessità di prelevare grasso addominale o midollo osseo dal paziente.
- È un trattamento pratico rispetto ad altri metodi con cellule staminali e include le secrezioni di cellule staminali che sono state moltiplicate in un ambiente di laboratorio. Pertanto, le cellule di riparazione nell’area in cui viene effettuata l’applicazione vengono codificate da zero e viene garantita una riparazione più accurata.
- C’è un rischio molto piccolo di sviluppo di tumori nell’uso di cellule staminali embrionali, ma poiché gli esosomi non hanno la capacità di moltiplicarsi, tale rischio non è il caso. Pertanto, è necessario sapere che la terapia con esosomi è estremamente sicura.
- Non causano rigetto dei tessuti. Sono adatti per l’uso allogenico. Gli esosomi non sono cellule e sono più piccoli delle cellule.
- La differenza più importante rispetto alle cellule staminali adulte è che vengono ottenute dai neonati.
- Inoltre, hanno un elevato potenziale per l’uso clinico ed estetico grazie ai molti più fattori di crescita che contengono.
- Poiché contengono proteine, possono durare più a lungo senza deteriorare la loro struttura principale quando vengono fornite le condizioni appropriate.
- È un prodotto superiore ai trattamenti autologhi poiché non richiede alcuna procedura chirurgica durante la sua acquisizione.
- Sono disponibili in una bottiglia che può essere iniettata direttamente. In questo modo, non vi è alcuna possibilità di complicazioni.
- Possono essere applicati per via endovenosa, intramuscolare, localmente o iniettandoli nella pelle.
- Il trattamento con gli esosomi è un’applicazione estremamente confortevole per il paziente.
Non vi è alcun cambiamento nella vita quotidiana del paziente. A seconda della dose iniettata, la proliferazione delle cellule dei fibroblasti può aumentare fino all’80%, la sintesi di elastina può aumentare fino a 3 volte e la sintesi di collagene può aumentare fino a 6 volte con il trattamento.
Come viene applicata la terapia con esosomi nelle malattie muscoloscheletriche?
Oltre al trattamento di lesioni ortopediche e varie malattie degenerative, la terapia con esosomi viene spesso utilizzata per le sue proprietà anti-invecchiamento.
Quando si nota l’effetto dell’esosomi?
Affinché si noti l’effetto della terapia con esosomi, è necessario attendere che le cellule completino il loro processo di auto-rinnovamento. Il periodo di tempo in cui questo processo verrà completato e quando si vedranno i risultati della terapia con esosomi può variare a seconda di fattori quali l’età del paziente, il grado del problema da trattare e lo stato di salute attuale del paziente. La ragione più importante è che il corpo inizia a rispondere più lentamente ai segnali delle cellule staminali a causa di vari fattori man mano che invecchiamo.
È necessario un certo lasso di tempo affinché il corpo si ripari. Pertanto, è necessario attendere circa 3 mesi affinché si manifestino i risultati della terapia con esosomi.
Qual è l’applicazione del PRP nelle malattie muscoloscheletriche?
Nel PRP (plasma ricco di piastrine), il sangue prelevato dal paziente viene separato con un processo speciale. Il plasma ottenuto dopo questo processo contiene piastrine ricche. Le piastrine secernono fattori di crescita che supportano la guarigione. Pertanto, il trattamento con PRP aiuta i tessuti danneggiati a guarire. Il PRP è generalmente utilizzato nel trattamento delle seguenti malattie:
- Tendinite
- Danni ai legamenti
- Lesioni muscolari
- Danni alla cartilagine
DOMANDE FREQUENTI SULLA TERAPIA CON CELLULE STAMINALI
Il numero di cellule staminali è lo stesso a ogni età?
Invecchiando, la quantità di cellule staminali nel corpo diminuisce gradualmente. Mentre una cellula su diecimila nei neonati è una cellula staminale, solo una su un milione di cellule dopo i 65 anni è una cellula staminale. Poiché il numero di cellule staminali diminuisce con l’età, i tessuti e gli organi danneggiati non possono essere riparati. Pertanto, la terapia con cellule staminali può dare grandi contributi al trattamento di molte malattie che progrediscono rapidamente in età avanzata, tra cui alcuni tumori e malattie congenite del sangue.
Quanto è ampiamente applicata la terapia con cellule staminali?
I trattamenti con cellule staminali sono stati sperimentati nel mondo per circa 20 anni e sono stati utilizzati abbastanza ampiamente, soprattutto negli ultimi anni. Tuttavia, non bisogna dimenticare che tali trattamenti saranno applicati in centri certificati.
Perché medici e scienziati sono così fiduciosi sulle cellule staminali?
Studiare le cellule staminali ci aiuterà a capire come si sviluppano nei lignaggi cellulari specializzati che compongono il corpo umano. Alcune delle condizioni mediche più gravi, come il cancro e i difetti alla nascita, possono derivare da problemi in questo processo di differenziazione. Una migliore comprensione dello sviluppo cellulare normale ci aiuterà a capire e forse correggere gli errori che causano queste condizioni mediche.
Le cellule staminali forniranno anche uno strumento per lo sviluppo di farmaci. Con la ricerca sulle cellule staminali, popolazioni di cellule con una malattia specifica possono essere utilizzate per testare farmaci.
Forse l’applicazione potenziale più entusiasmante delle cellule staminali è la terapia cellulare. Le cellule staminali pluripotenti offrono una fonte rinnovabile di cellule e tessuti sostitutivi per trattare un’ampia gamma di malattie, condizioni e disabilità, tra cui il morbo di Parkinson, lesioni del midollo spinale, ictus, ustioni, malattie cardiache, diabete, osteoartrite e artrite reumatoide.
Quali sono le differenze tra cellule staminali adulte e cellule staminali embrionali?
Le cellule staminali adulte ed embrionali differiscono nel tipo di cellule in cui possono svilupparsi. Le cellule staminali embrionali possono svilupparsi in tutti i tipi di cellule del corpo (sono pluripotenti). Le cellule staminali adulte si trovano nei tessuti maturi (midollo osseo, pelle, cervello, ecc.) e possono dare origine ad altri tipi di cellule dai loro stessi tessuti o origini (sono multipotenti). Ad esempio, le cellule staminali del sangue adulte danno origine a globuli rossi, globuli bianchi e piastrine.
Da dove provengono le cellule staminali embrionali?
Le cellule staminali embrionali vengono isolate da embrioni umani di età compresa tra 3 e 5 giorni allo stadio di blastocisti. Una blastocisti è un cluster microscopico cavo di diverse centinaia di cellule indifferenziate.
Quali sono le differenze tra cellule staminali e PRP?
- La terapia con cellule staminali ha un effetto più duraturo rispetto alla terapia con PRP. Le cellule staminali supportano la guarigione iniziando a rigenerare i tessuti danneggiati.
- La terapia con PRP ha un effetto più rapido, ma il suo effetto è più breve. La terapia con PRP è generalmente preferita per le malattie lievi-moderate, mentre la terapia con cellule staminali è preferita per le malattie più gravi.
- La terapia con cellule staminali viene eseguita utilizzando cellule staminali vive iniettate nei tessuti danneggiati. La terapia con PRP fornisce guarigione con fattori di crescita secreti dalle piastrine.
- La terapia con cellule staminali è una procedura più invasiva, perché le cellule staminali sono per lo più ottenute dal midollo osseo o dal tessuto adiposo e subiscono uno speciale processo prima di essere iniettate. Il trattamento PRP viene iniettato dopo la separazione del sangue.
I trattamenti con cellule staminali sono sicuri?
I trattamenti con cellule staminali sono nuovi trattamenti e ci sono ancora ricerche su di essi, e senza studi clinici controllati, non c’è modo di sapere cosa accadrà a lungo termine o anche a breve termine. Per questo motivo, la FDA non raccomanda l’uso di cellule staminali al di fuori di studi clinici o trattamenti approvati.
Ci sono rischi in alcune procedure utilizzate per rimuovere le cellule staminali dal corpo (come la liposuzione o la puntura lombare) o procedure utilizzate per introdurre cellule staminali nel corpo (come il loro posizionamento nel cuore, nel cervello, nel midollo spinale o in altri organi). Questo rischio è correlato alle procedure stesse, non alle cellule staminali stesse.
Ogni procedura medica presenta dei rischi. Uno degli obiettivi degli studi clinici è determinare se i potenziali benefici di un trattamento superano i rischi. Un possibile rischio di alcuni trattamenti con cellule staminali è lo sviluppo di tumori o cancro.
Un pericolo particolare delle cellule pluripotenti è che se sono indifferenziate, possono formare tumori chiamati teratomi. Altri possibili rischi includono infezioni, rigetto di tessuto e complicazioni derivanti dalla procedura medica stessa.
Fonti:
- Prof. Dr. Turgut Göksoy, (2024, marzo), Presentazione sulla terapia con cellule staminali, Istanbul, Turchia
- onlinelibrary.wiley.com
- mayo.edu
- nature.com
- physoc.org
- sciencedirect.com