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Medicina Rigenerativa Veterinaria

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MEDICINA RIGENERATIVA

COSA SONO LE CELLULE STAMINALI?

Le staminali sono cellule immature da cui derivano tutte le cellule specializzate che compongono gli organi.
Sono cellule indifferenziate che, a differenza delle cellule mature, mantengono la capacità di auto-rigenerarsi e specializzarsi in tutti i tipi cellulari di cui un organismo è composto.

Queste cellule sono fondamentali sia nello sviluppo embrionale in cui dallo zigote, un ovulo fecondato consistente di un’unica cellula, viene data origine a qualunque tipo di cellula e tessuto del corpo, sia nell’individuo adulto in cui garantiscono un’inestinguibile riserva.

Nell’adulto risiedono in nicchie all’interno delle quali sono mantenute indifferenziate in uno stato di quiescenza e sono attivate mediante stimoli ambientali per garantire il fisiologico tournover delle diverse popolazioni tissutali (epitelio intestinale, cute, midollo osseo…) o per risanare tessuti usurati o danneggiati da lesioni o malattie.

La loro capacità auto-rigenerante, che permette di mantenere una riserva di cellule staminali a disposizione dell’organismo, è garantita da due metodi di replicazione: simmetrica e asimmetrica.

Nella divisione asimmetrica (fig.1) una delle due cellule figlie resta identica alla madre e la seconda, definita “committed”, dà luogo a cellule precursore che si differenziano in cellule somatiche.

divisione asimmetrica fig 1
divisione asimmetrica fig 1

Nella divisione simmetrica invece le due cellule figlie possono essere identiche (divisione espansiva) (Fig.2A), o diverse (divisione differenziativa) (Fig.2B) dalla cellula madre staminale.

divisione simmetrica Figura 2
divisione simmetrica Figura 2

L’equilibrio tra i due tipi di divisione garantisce l’auto-mantenimento di staminalità all’interno della popolazione.

Questo sistema ha il vantaggio di poter aumentare o diminuire il numero di staminali entro un tessuto quando se ne presenti la necessità.

La maggior parte delle cellule staminali utilizza entrambi i metodi di divisione (simmetrica ed asimmetrica) e l’equilibrio tra essi è controllato dallo stadio dello sviluppo dell’organismo e da fattori ambientali (1).

La capacità di specializzarsi garantisce alle staminali di coprire quasi l’intera gamma di cellule di tessuti dell’organismo con specifiche funzioni.
Questa proprietà è detta potenza ed è presente a diversi livelli a seconda della capacità differenziativa delle cellule.

CAPACITA’ DIFFERENZATIVA DELLE CELLULE STAMINALI

CLASSIFICAZIONE DELLE CELLULE IN BASE ALLA PROVENIENZA

La possibilità di isolare le cellule staminali, espanderle e indirizzarle verso un tipo cellulare specifico è sfruttata dai ricercatori per produrre nuove cellule utilizzabili in medicina rigenerativa.

Per motivi etici inerenti l’uso delle cellule staminali embrionali, le ricerche si sono concentrate sulle cellule staminali adulte che, rispetto alle prime, mostrano minor plasticità ma una stabilità maggiore.

Tra tutte le staminali le Cellule Stromali Midollari hanno attirato l’attenzione dei ricercatori in quanto sono dotate di maggior plasticità, caratteristica che le rende particolarmente interessanti per la medicina rigenerativa.

Le cellule stromali midollari (CSM o MSC) costituiscono una popolazione di cellule staminali adulte multipotenti, di origine mesodermica, con morfologia fibroblastoide e capaci di differenziare in cellule del tessuto adiposo, cartilagineo, osseo, dello stroma che supporta l’ematopoiesi e del muscolo cardiaco.

cellule staminali
cellule staminali

 

Oggi si sa che le MSC sono virtualmente ubiquitarie rappresentando una componente dello stroma di molti tessuti.
Le troviamo:

  • nel tessuto muscolare
  • adiposo
  • nel sangue
  • nella matrice del cordone ombelicale e nel liquido amniotico
  • nel timo
  • nella milza.

Funzioni che svolgono le Cellule Staminali Midollari nei tessuti in cui risiedono:

Viste le loro potenzialità nella rigenerazione tissutale e nella terapia cellulare e genica, negli ultimi anni l’interesse verso le MSC è cresciuto esponenzialmente tanto da necessitare la creazione di linee guida per la loro definizione.

Il “Mesenchymal and Tissue Stem Cell Committee of the International Society for Cellular Therapy” (ISCT) ha proposto nel 2006 dei criteri minimi per la definizione delle MSC.

Tre le condizioni necessarie:

  • adesione alla plastica in condizioni colturali standard
  • espressione di uno specifico pattern di molecole di adesione sulla membrana cellulare a descrizione del fenotipo:
    – Positive (≥95%) per: CD73, CD90, CD105
    – Negative (≤2%) per: CD14, CD79, CD34, CD45, HLA-DR
  • differenziazione in vitro in osteoblasti (23, 24), adipociti (25, 26) e condrociti (27,26)


Le MSC sono isolate in vitro sfruttando la loro capacità di aderire alla plastica, i tessuti di origine vengono lavorati e il prodotto è poi seminato in piastre da coltura.

Eliminato il surnatante, le cellule sono coltivate utilizzando terreni idonei ed espanse per diverse popolazioni .

Sempre in vitro hanno dimostrato di possedere la capacità di differenziare in diversi tipi di cellule mesodermiche mature (osteociti, adipociti, condrociti) se mantenute in particolari terreni con l’aggiunta di specifici fattori.

Inaspettatamente, inoltre, numerosi studi hanno dimostrato che le MSC possono trans differenziare in cellule appartenenti alle altre due linee germinative: neuroni, cellule endoteliali, cardiomiociti e miociti.

L’attuale sfida nella cura delle malattie è di realizzare farmaci il cui principio attivo siano le cellule, motivo per cui sempre più frequentemente si sente parlare di terapia cellulare e medicina rigenerativa.
Le cellule staminali mesenchimali, grazie alle loro capacità differenziative, immunomodulanti e di sostegno nella crescita cellulare, sono oggi considerate le candidate ideali per la cura delle malattie degenerative.

Molti sono gli studi che hanno dimostrato l’efficacia di queste cellule

Un elenco sempre aggiornato delle sperimentazioni cliniche in corso in USA con cellule staminali si trova su sito http://clinicaltrials.gov.

 

Bibliografia:
  1. Morrison SJ, Kimble J. Asymmetric and symmetric stemcell divisions in development and cancer. Nature. 2006;441:1068-1074
  2. Friedenstein AJ, Chailakhyan RK, Lalykina KS. The development of fibroblast colonies in monolayer cultures of guinea pig bone marrow and spleen colonies. Cell Tissue Kinet 1970: 3: 393-403.
  3. Dexter TM. Cell interactions in vitro. Cin Haematol 1979; 8: 453-468.
  4. Campagnoli C, Roberts IAG, Kumarc S, Bennett PR, Bellantuono I, Fisk NM. Identification of mesenchymal stem/progenitor cells in human firsttrimester fetal blood, liver and bone marrow. Blood 2001. Vol 98, N° 8, 2396-2402.
  5. Sarugaser R, Lickorish D, Baksh D, Hosseini MM, Davies JE. Human umbilical cord perivascular (HUCPV) cells: a source of mesenchymal progenitors. Stem Cells 2005; 23:220-229
  6. Lu LL, Liu YJ, Yang SG, Zhao QJ, Wang X, Gong W, Han ZB, Xu ZS, Lu YX, Liu D, Chen ZZ, Han ZC. Isolation and characterization of human umbilical cord mesenchymal stem cells with hematopoiesis-supportive function and other potentials. Haematologica 2006; 91
  7. Mitchell JB, McIntosh K, Zvonic S, Garrett S, Floyd E, Kloster A, Di Halvorsen Y, Storms RW, Goh B, Kilroy G, Wu X, and Gimble JM. Immunophenotype of human adipose-derived cells: temporal changes in stromal-associated and stem cell-associated markers. Stem Cells 2006; 24:376-385.
  8. Kern S, Eichler H, Stoeve J, Kluter H, Bieback K. Comparative analysis of mesenchymal stem cells from bone marrow, umbilical cord blood, or adipose tissue. Stem Cells 2006; 24:1294-1301.
  9. Kuznetsov SA, Mankani MH, Gronthos S. Circulating skeletal stem cells. Journal Cell. Biol. 2001; 153:1133-1140
  10. Cananzi M, Atala A, De Coppi P. Stem cells derived from amniotic fluid: new potentials in regenerative medicine. Ethics, Bioscence and Life 2009, Vol 4, n°1.
  11. Sordi V. Mesenchymal stem cell homing capacity. Transplantation. 2009 May 15;87(9 Suppl):S42-5.
  12. Spaggiari GM, Capobianco A, Abdelrazik H, Becchetti F, Mingari MC, Moretta L. Mesenchymal stem cells inhibit natural killer-cell proliferation, cytotoxicity, and cytokine production: role of indoleamine 2,3-dioxygenase and prostaglandin E2. Blood. 2008;111:1327-1333
  13. Di Nicola M, Carlo-Stella C, Magni M, et al. Human bone marrow stromal cells suppress T-lymphocyte proliferation induced by cellular or nonspecific mitogenic stimuli. Blood. 2002;99:3838-3843
  14. Rasmusson I, Ringden O, Sundberg B, Le Blanc K. Mesenchymal stem cells inhibit the formation of cytotoxic T lymphocytes, but not activated cytotoxic T lymphocytes or natural killer cells. Transplantation. 2003;76:1208-1213.
  15. Morandi F, Raffaghello L, Bianchi G, et al. Immunogenicity of human mesenchymal stem cells in HLA-class I-restricted T-cell responses against viral or tumor-associated antigens. Stem Cells. 2008;26:1275-1287
  16. Selmani Z, Naji A, Zidi I, et al. Human leukocyte antigen-G5 secretion by human mesenchymal stem cells is required to suppress T lymphocyte and natural killer function and to induce CD4+CD25highFOXP3+ regulatory T cells. Stem Cells. 2008;26:212-222.
  17. Corcione A, Benvenuto F, Ferretti E, et al. Human mesenchymal stem cells modulate B-cell functions. Blood. 2006;107:367-372
  18. Traggiai E, Volpi S, Schena F, et al. Bone marrow-derived mesenchymal stem cells induce both polyclonal expansion and differentiation of B cells isolated from healthy donors and systemic lupus erythematosus patients. Stem Cells. 2008;26:562-569.
  19. Krampera M, Cosmi L, Angeli R, et al. Role for interferon-gamma in the immunomodulatory activity of human bone marrow mesenchymal stem cells. Stem Cells. 2006;24:386-398.
  20. Weiss ML, Anderson C, Medicetty S, et al. Immune properties of human umbilical cord Wharton’s jelly-derived cells. Stem Cells. 2008;26:2865-2874.
  21. Krampera M, Glennie S, Dyson J, et al. Bone marrow mesenchymal stem cells inhibit the response of naive and memory antigen-specific T cells to their cognate peptide. Blood. 2003;101:3722-3729
  22. M Dominici, K Le Blanc,I Mueller,I Slaper-Cortenbach,FC Marini, DS Krause, RJ Deans, A Keating, DJ Prockop, and EM Horwitz. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement Cytotherapy (2006) Vol. 8, No. 4, 315 317
  23. Lu LL, Liu YJ, Yang SG, et al. Isolation and characterization of human umbilical cord mesenchymal stem cells with hematopoiesis-supportive function and other potentials.
  24. Pittenger MF, Mackay AM, Beck SC, et al. Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells. Science. 1999;284:143-147
  25. Wang HS, Hung SC, Peng ST, et al. Mesenchymal stem cells in the Wharton’s jelly ofthe human umbilical cord. Stem Cells. 2004;22:1330-1337.
  26. La Rocca G, Anzalone R, Corrao S, et al. Isolation and characterization of Oct-4(+)/HLA-G (+) mesenchymal stem cells from human umbilical cord matrix: differentiationpotential and detection of new markers. Histochem Cell Biol. 2008.
  27. Baksh D, Yao R, Tuan RS. Comparison of proliferative and multilineare differentiation potential of human mesenchymal stem cells derived from umbilical cord and bone marrow. Stem Cells. 2007;25:1384-1392
  28. Castro-Malaspina H, Gay RE, Resnik G, et al. Characterization ofhuman bone marrow fibroblast colony-forming cells (CFU-F) andtheir progeny. Blood 1980; 56: 289-301.
  29. Bonab MM, Alimoghaddam K, Talebian F Ghaffari SH, Ghavamzadeh A, Nikbin B. Aging of mesenchymal stem cell in vitro. BMC Cell Biology 2006, 7:14 1471-2121.
  30. Wu KH, Zhou B, Lu SH, et al. In vitro and in vivo differentiation of human umbilical cord derived stem cells into endothelial cells. J Cell Biochem. 2007;100:608-616
  31. Kon E, Muraglia A, Corsi A, et al. Autologous bone marrow stromal cells loaded onto porous hydroxyapatite ceramic accelerate bone repair in critical-size defects of sheep long bones. J Biomed Mater Res. 2000;49:328-337.
  32. Bruder SP, Fink DJ, Caplan AI. Mesenchymal stem cells in bone development, bone repair, and skeletal regeneration therapy. J Cell Biochem. 1994;56:283-294.
  33. Liechty KW, MacKenzie TC, Shaaban AF, et al. Human mesenchymal stem cells engraft and demonstrate site-specific differentiation after in utero transplantation in sheep. Nat Med. 2000;6:1282-1286.
  34. Devine SM, Bartholomew AM, Mahmud N, et al. Mesenchymal stem cells are capable of homing to the bone marrow of non-human primates following systemic infusion. Exp Hematol. 2001;29:244-255.
  35. Zappia E, Casazza S, Pedemonte E, et al. Mesenchymal stem cells ameliorate experimental autoimmune encephalomyelitis inducing T-cell anergy. Blood. 2005;106:1755-1761.
  36. Gerdoni E, Gallo B, Casazza S, et al. Mesenchymal stem cells effectively modulate pathogenic immune response in experimental autoimmune encephalomyelitis. Ann Neurol. 2007;61:219-227.
  37. Quarto R, Mastrogiacomo M, Cancedda R, et al. Repair of large bone defects with the use of autologous bone marrow stromal cells. N Engl J Med. 2001;344:385-386.
  38. Horwitz EM, Gordon PL, Koo WK, et al. Isolated allogeneic bone marrow-derived mesenchymal cells engraft and stimulate growth in children with osteogenesis imperfecta: Implications for cell therapy of bone. Proc Natl Acad Sci U S A. 2002;99:8932-8937.
  39. Le Blanc K, Rasmusson I, Sundberg B, et al. Treatment of severe acute graft-versushost disease with third party haploidentical mesenchymal stem cells. Lancet. 2004;363:1439-1441.
  40. Uccelli A, Pistoia V, Moretta L. Mesenchymal stem cells: a new strategy for immunosuppression? Trends Immunol. 2007;28:219-226.
  41. Le Blanc K, Frassoni F, Ball L, et al. Mesenchymal stem cells for treatment of steroidresistant, severe, acute graft-versus-host disease: a phase II study. Lancet. 2008;371:1579-1586.
  42. Le Blanc K, Samuelsson H, Gustafsson B, et al. Transplantation of mesenchymal stem cells to enhance engraftment of hematopoietic stem cells. Leukemia. 2007;21:1733-1738.
  43. Ball LM, Bernardo ME, Roelofs H, et al. Cotransplantation of ex vivo expanded mesenchymal stem cells accelerates lymphocyte recovery and may reduce the risk of graft failure in haploidentical hematopoietic stem-cell transplantation. Blood. 2007;110:2764-2767.

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