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Quando si dice cellulla…
Monica Melotti, N. 4 aprile 2001
L’ utilizzo delle cellule staminali in campo biomedico è uno degli argomenti di ricerca più stimolanti di questi ultimi anni. Autentiche trasformiste possono riparare gli organi e farli tornare come nuovi. Le prospettive terapeutiche rese possibile dal loro utilizzo sono ampie. Le cellule staminali, progenitrici degli elementi del sangue, hanno una capacità straordinaria di differenziarsi in altri tessuti, possono diventare tessuto muscolare, cartilagineo, cellule di rivestimento dei vasi del sangue. Il loro utilizzo è quindi previsto in caso di tumori, per ricostruire le cellule distrutte dalla chemioterapia o per riformare una parte di tessuto (epidermide, muscolo e cartilagine). Il loro uso è stato al centro di un acceso dibattito: prima per trovare la via italiana al loro uso terapeutico (a questo scopo è stata nominata la commissione di 25 esperti presieduta dal Nobel Renato Dulbecco), poi per la proposta choc di clonare l’uomo da parte del ginecologo Severino Antinori (vedi box). Per comprendere meglio le loro applicazioni è quindi importante fare chiarezza. La prima precisazione è che esistono diversi tipi di cellule.
I diversi tipi di cellule staminali
“La cellula staminale ha una capacità illimitata di riprodursi durante tutta la vita, in pratica è immortale e di un’estrema plasticità” precisa il professor Giorgio Lambertenghi Deliliers, direttore del Centro Trapianti di midollo dell’Ospedale Maggiore di Milano “Sin dalle prime fasi di vita, sono presenti nell’embrione le cellule totipotenti, che possono dar luogo e differenziarsi in tutti i tessuti. Poi, queste cellule si differenziano in pluripotenti, che possono dare origine ad alcuni tipi di cellule e tessuti. In un periodo ulteriore di sviluppo compaiono le cellule specializzate unipotenti, quelle che conosciamo meglio, che possono dar luogo a un solo tipo di cellula (della cute, dell’intestino, ecc). Di recente, poi, sono state scoperte le cellule staminali nervose che danno origine alle cellule neuronali”
Le varie fonti
Le cellule staminali si ricavano da diverse sorgenti: da embrioni al primo stadio (quelli prodotti per la fecondazione assistita), dal sangue del cordone ombelicale del neonato (vedi box sulla Cell Factory), dal midollo osseo, da materiale abortivo e da ovuli ricostituiti. “Quest’ultima fonte è l’insieme di cellule ottenute attraverso la tecnica del trasferimento del nucleo (Tnsa)” precisa Lambertenghi “La Tnsa o clonazione terapeutica (termine giudicato improprio dagli scienziati) è la via italiana all’uso delle cellule staminali, discusso dalla commissione Dulbecco. La tecnica consiste nello svuotare un ovocita non fecondato, trasferire al suo interno il nucleo di una cellula adulta di un paziente da curare e mettere questo ovocita ricostituito in coltura. In queste condizioni la cellula così formata si divide seguendo i passi dello sviluppo embrionale e generando le cellule staminali autologhe che permetteranno di curare numerose patologie, finora incurabili”. Questa soluzione ha, però, sollevato le critiche del mondo cattolico perché l’ovulo in cui viene sostituito il nucleo viene considerato un potenziale embrione.
Le applicazioni terapeutiche attuali
Ogni anno circa 30 persone su 100 mila si ammalano di tumori del sangue (leucemia, linfomi, mielomi). La mortalità, però, diminuisce grazie ai progressi del trapianto di cellule staminali. Oggi la biologia molecolare e cellulare permette agli ematologi di individuare, coltivare e utilizzare per il trapianto le cellule staminali presenti nel sangue del donatore o del paziente stesso. “Le cellule staminali autologhe (che provengono dallo stesso organismo) vengono messe in coltura e stimolate a proliferare verso i diversi tessuti (cute, midollo, sangue, muscolo)” spiega Lambertenghi “Sono poi utilizzati dal donatore, senza problema di rigetto perché il nucleo è quello del donatore stesso. L’applicazione terapeutica può riguardare diversi tipi di tumori solidi e neoplasie ematologiche Il paziente è in grado di sopportare elevate dosi di chemioterapia perché in seguito gli verranno trapiantate le sue cellule staminali che consentono la rapida ricostruzione del midollo e la normale produzione di globuli bianchi, globuli rossi e piastrine”.
Un aiuto ai tumori ginecologi
I tumori ginecologici in fase avanzata vengono curati con la chirurgia e in seguito con la chemioterapia. “Da circa 10 anni usiamo le cellule staminali (prelevate dal sangue con la tecnica di aferesi) per permettere alla paziente affetta da tumori ginecologici in fase avanzata di sopportare al meglio dosi massicce di chemioterapia” spiega il professor Salvatore Mancuso, direttore dell’Istituto di Clinica Ostetrica e ginecologica dell’università Cattolica “Le cellule progenitrici reinniettate nel sangue in condizioni particolarmente protette (si usano le camere sterili) permettono di ripopolare velocemente il midollo e di raggiungere i livelli ottimali per le difese naturali. Le donne che sono state curate con questo metodo hanno una maggiore aspettativa di sopravvivenza”. All’Università Cattolica di Roma è stata inaugurata il gennaio scorso la prima banca “personalizzata” di cellule staminali, prelevate alla nascita dal cordone ombelicale del neonato. Le cellule verranno poi conservate a bassissima temperatura e resteranno a sua disposizione o dei familiari ogni qualvolta ce ne sarà bisogno: in caso di tumore, per malattie degenerative, per riparare tessuti malati. “Si tratta di una sorta di deposito biologico che potrà essere utilizzato dal nascituro nell’età adulta in caso di malattia” spiega Mancuso “Nella nostra banca fino adesso abbiamo raccolto 50 conti biologici, ma siamo sicuri che questa pratica sarà presente anche in altre istituzioni”.
Per combattere il melanoma
Contro il cancro della pelle si studiano terapie sempre più innovative, come quella dei vaccini antimelanoma partito dallo studio delle cellule staminali. “Abbiamo appena concluso due studi, in collaborazione con il Centro Oncologico di Aviano, che hanno dato risposte incoraggianti” spiega Giorgio Parmiani, vice direttore scientifico dell’Istituto Nazionale dei Tumori (Int) di Milano e responsabile del programma di studio dei vaccini contro il melanoma “Il vaccino è riuscito a far regredire il melanoma in 3 pazienti su 10 che avevano un tumore in fase avanzata e non rispondevano alla chemioterapia. Il vaccino utilizza antigeni tumorali estratti dalle cellule malate, sostanze che una volta iniettate agiscono sulla cellula affinché li riconosca e attivi la risposta immunitaria” Ma la ricerca continua. Sempre all’Int di Milano, sono appena iniziati due studi. Il primo, diretto dal professor Massimo Gianni, riguarda la vaccinazione antimelanoma abbinata alla terapia genica. Le cellule dendritiche del malato (ovvero i globuli bianchi attrezzati per stimolare il sistema immunitario) vengono modificate inserendo un gene che produce un antigene e poi rinoculate nel paziente. Il secondo studio, invece, utilizza cellule di melanoma di altri pazienti coltivate in vitro, le quali vengono irradiate per limitare la proliferazione del tumore e inoculate nella persona affetta da melanoma. Lo studio italiano è diretto dal professor Nicola Cascinelli, Presidente del Programma Melanoma dell’Oms (Organizzazione mondiale sanità), in collaborazione con il dottor Morton del Centro John Wayne (gli eredi del famoso attore hanno contribuito economicamente alla costruzione del Centro) di Santa Monica in California.
Cellule staminali per ricostruire pelle
Un’altra applicazione delle cellule staminali riguarda le malattie della pelle: vitiligine, ustioni gravi, epidermolisi bollosa (estrema fragilità della cute). “Nel nostro istituto lavoriamo da anni sulle cellule staminali somatiche da adulto” dice Michele De Luca, direttore del Laboratori di ingegneria dei tessuti dell’IDI (Istituto dermopatica dell’Immacolata) di Roma “Siamo riusciti a isolarle, a coltivarle e a caratterizzarle dal punto di vista molecolare. Abbiamo così ricostruito lembi di epidermide autologa per trattare pazienti gravemente ustionati (70-80% di ustioni di terzo grado) che non hanno alternative terapeutiche. Per la vitiligine stabile, invece, coltiviamo le cellule epiteliali del paziente insieme ai melanociti. Otteniamo così lembi di epidermide sana che vengono impiantati sulla zona malata permettendo la ripigmentazione. Entro fine anno partirà un trial finanziato da Telethon per la cura dell’epidermolisi bollosa che verrà curata con una terapia genica. Abbiamo anche ricostruito l’epitelio corneale (come pubblicato su Lancet nel 1997) dato che nel caso di gravi ustioni o infezioni l’epitelio viene completamente distrutto e le condizioni non possono migliorare nemmeno con il trapianto. Prossimamente ricostituiremo l’epitelio congiuntivale”.
Il futuro della terapia cellulare
Questa nuova frontiera della ricerca biomedica apre prospettive inimmaginabili alle possibilità terapeutiche. Finora gli studi vengono sperimentati solo in laboratorio (su roditori). Il campo di ricerca è molto promettente, ma è ancora tutto da esplorare. Nel futuro, non meno di10 anni, le cellule staminali potranno ricostruire il midollo spinale danneggiato da traumi fisici e quindi dare una speranza ai paraplegici. Curare le malattie degenerative del sistema nervoso (Alzheimer e Parkinson), il diabete di tipo 1 (sono stati condotti studi all’Università della Florida), i tumori del sistema nervoso (un gruppo di ricercatori dell’Istituto Besta di Milano ha inserito un gene nel patrimonio genetico delle cellule staminali nervose per combattere una delle forme più maligne di tumore al cervello), la talassemia (è già sperimentato sull’uomo il trapianto di cellule staminali allogeniche per correggere il difetto genetico) le malattie muscolo-scheletriche (displasia ossea, malattia progressiva delle giunzioni ossee), quelle infiammatorie di natura sistemica, patologie epatiche. Potrebbero intervenire sulle malattie degenerative della retina, cornea, apparato uditivo, i cui tessuti sono stati danneggiati per cause genetiche o traumatiche. Sarà possibile ricostruire il tessuto cardiaco dopo un infarto e riparare i vasi sanguigni danneggiati da arteriosclerosi e ipertensione (all’Istituto San Raffaele di Milano è in corso una sperimentazione su pazienti affetti da scompenso cardiaco che vengono curati mediante l’autotrapianto di cellule muscolari prelevati da un muscolo del paziente e iniettate nel suo miocardio). Le cellule staminali possono, quindi, rappresentare la soluzione ottimale per la terapia genica proprio perché in grado di accettare e tollerare i geni introdotti dall’esterno.
La “cell factory” italiana
È la prima “fabbrica di cellule” europea. Stiamo parlando della Cell Factory dell’Ospedale Maggiore di Milano dove vengono riprodotte le cellule placentari capaci di trasformarsi in cellule del sangue. Le cellule cordonali non conoscono vincoli parentali, né frontiere. È infatti possibile fare trapianti anche da persone non imparentate. Ogni donna al momento del parto riversa nel sangue del feto un vero e proprio torrente di cellule staminali che possono essere donate. “È sufficiente dare la propria disponibilità al prelievo al momento del parto” spiega il professor Girolamo Sirchia, direttore della Cell Factory “Il procedimento è semplice e senza alcun rischio per il neonato e la mamma. Dopo la nascita, prima di buttare via la placenta come avviene normalmente, viene prelevato il sangue rimasto ricco di cellule staminali. Queste cellule, dopo essere state opportunamente manipolate, vengono utilizzate per la cura di leucemie, linfomi e anemie mediterranea”. Oggi la banca dispone di oltre 3500 diversi campioni di sangue staminale, ma le unità di scorta sono sufficienti per curare i bambini, ma non gli adulti che necessitano di trasfusioni più abbondanti. Le cellule staminali, allora, vengono riprodotte in laboratorio (con un’operazione che i tecnici chiamano espansione), in modo da averne a disposizione in quantità sufficiente alle esigenze terapeutiche e alle richieste che giungono anche via Internet.
Pronti a clonare l’uomo?
Dopo la pecora Dolly, dopo il topo Cumulina, è ora la volta della clonazione umana, anche se vietata ovunque (Stati Uniti ed Europa hanno votato una apposita legge). L’annuncio choc è stato fatto dal ginecologo Severino Antinori e dal suo collaboratore Panayotis Zavos (americano di origine cipriota) che ad ottobre, durante un congresso internazionale che si svolgerà a Montecarlo, diranno la data della prima clonazione terapeutica su essere umano. Il loro intento è quello di aiutare le coppie sterili.
Per il momento nessun Paese sembra disponibile ad accogliere la nascita del bambino clonato: sia Israele che Cipro (paesi indicati da Antinori) hanno espresso il loro netto rifiuto. La proposta ha sollevato un vespaio di polemiche e una durissima protesta da parte della comunità scientifica internazionale, dei politici e della Chiesa. “Non serve scomodare l’etica per dire no a queste iniziative” puntualizza Carlo Alberto Redi, membro delle Commissione Dulbecco “Non vi è un solo dato scientifico per sostenere di poter fare un clone umano in tutta sicurezza. I cloni nascono portatori di malformazioni e patologie di ogni tipo, la mortalità è elevatissima, prima e dopo la nascita. Solo in rari casi qualcuno nasce sano: 1 su 277 per Dolly ed 1 su 84 per Cumulina. Quanti morti sono necessari per giungere ad un clone umano che erediterà tutte le mutazioni di un solo genitore?”. Ma le polemiche sull’uso delle cellule staminali sono destinate a continuare. Cliccando su siti Internet americani (www.clonetics.com e www.biowhitakker.com) è possibile acquistare cellule staminali adulte, basta compilare un ordine, si verrà poi contattati dall’azienda.
Indirizzi utili
Per comprendere che cosa sono le cellule staminali e cosa in concreto si è finora scoperto, si può cominciare a consultare la rivista
Per conoscere tutte le novità in questo campo consultate il sito del
- New Scientist: www.newscientist.com/nsplus/insight/clone/stem/stem.html
- Per avere informazioni sulla donazione di sangue di cordone ombelicale e conoscere l’elenco degli ospedali che praticano la raccolta, potete telefonare all’Associazione Adisco: sede nazionale a Roma tel 06.86329281 oppure al Policlinico di Milano tel 02.55034002.
Centri dove si pratica il prelievo del cordone ombelicale:
- Bologna
Clinica Pediatrica I,
Università di Bologna
tel. 051/305872
- Roma
Divisione di Ematologia
Policlinico Umberto I
Università La Sapienza
tel. 06/49911
- Pavia
Clinica Pediatrica
Policlinico San Matteo
Università di Pavia
tel. 0382/502810
- Torino
Clinica Pediatrica
Ospedale Regina Margherita
Università di Torino tel. 011/6967269
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