staminale neurale, cellula

staminale neurale, cellula

staminale neurale, cèllula locuz. sost. f. – Cellule multipotenti in grado di autorinnovarsi e di generare la maggior parte dei tipi cellulari del sistema nervoso centrale (neuroni, astrociti e oligodendrociti) mediante una divisione asimmetrica, sia in vivo sia in vitro. Per molto tempo il sistema nervoso centrale (SNC) dei mammiferi adulti, al contrario di altri organi come la pelle o il fegato, è stato considerato unico nella sua apparente incapacità di autoriparazione e rigenerazione. Studi effettuati nei primi anni Novanta del 20° sec. hanno dimostrato che la neurogenesi ha luogo in alcune regioni del cervello nel periodo postnatale e continua durante la vita adulta prevalentemente nella zona ventricolare, nell’ippocampo e nel sistema olfattorio. Oltre a derivare dal sistema nervoso centrale di molte specie di mammiferi a differenti stadi di sviluppo, le cellule staminali neurali (NSC, Neural stem cells) possono avere origine dalle cellule staminali embrionali, dalle cellule germinali e dai teratocarcinomi (carcinomi embrionali). Il differenziamento dei progenitori neurali durante lo sviluppo del cervello dei mammiferi è determinato da fattori neurotrofici e di crescita che intervengono nella regolazione della neurogenesi. Attualmente gli sforzi compiuti nel restaurare sottocategorie di neuroni o persino di reti neurali sono animati principalmente da trapianti di cellule embrionali. La crescente evidenza dell’esistenza di progenitori endogeni dormienti nel tessuto adulto fa aumentare il numero di strategie terapeutiche alternative, quali l’attivazione di cellule endogene mediante specifiche molecole e il trapianto di cellule staminali neurali, isolate in diverse zone del cervello, come la zona subventricolare, il giro dentato dell’ippocampo e il bulbo olfattivo.

Isolamento e caratterizzazione delle NSC. – La maggior parte dei neuroni dell'SNC è terminalmente differenziata e non ha capacità proliferativa in vitro e in vivo. Tuttavia è stato dimostrato che piccole popolazioni di neuroni continuano a nascere in molte regioni dell’SNC. La progenie di queste cellule staminali putative si differenzia in neuroni e questa neurogenesi tardiva permane per tutta la vita adulta. Le NSC, in coltura, mostrano la capacità di sopravvivere, proliferare e aggregarsi in gruppi cellulari isolati (chiamati neurosfere), costituiti prevalentemente da progenitori commissionati (ossia programmati per differenziarsi in un determinato tipo cellulare) mescolati a neuroni e astrociti differenziati. Benché le cellule staminali siano solo una piccola parte di questa popolazione cellulare eterogenea, esse esprimono uniformemente le caratteristiche morfologiche, biologiche e molecolari dei precursori neurali e gliali.

Potenzialità terapeutiche delle NSC. – Molti esperimenti hanno dimostrato che precursori neurali isolati, coltivati per lunghi periodi e trapiantati nel cervello di animali di laboratorio, sono in grado di differenziarsi in neuroni maturi e di popolare specifiche regioni dell’SNC. Il differenziamento delle neurosfere permette di studiare la neurogenesi, il destino e il differenziamento cellulare. Queste nuove conoscenze rappresentano una grande promessa per lo sviluppo di terapie cellulari e molecolari per una varietà di malattie neurologiche. Le cellule staminali neurali sono state utilizzate in modelli animali per disordini neurologici, quali malattie di accumulo lisosomiale, ictus, morbo di Parkinson, sclerosi multipla e malattia di Huntington. Una volta impiantate nel cervello, le cellule sono in grado di migrare nelle regioni lese, differenziarsi in neuroni e cellule gliali e riparare i difetti funzionali di queste malattie neurologiche. In molti tumori cerebrali, invece, alcune di queste linee cellulari vengono ingegnerizzate per rilasciare molecole terapeuticamente bioattive, producendo un significativo effetto antitumorale nella massa neoplastica intracranica. Purtroppo, le NSC presentano molti problemi critici da risolvere: a) riuscire a ottenere in maniera non invasiva una quantità sufficiente di NSC per il trapianto autologo; b) regolare la plasticità neurale di differenti NSC; c) ottenere un corretto differenziamento nell’SNC adulto. Benché il promettente campo della ricerca sulle cellule staminali applicata alla medicina rigenerativa, alla scoperta di nuovi farmaci e ai test farmacologici sia ancora ai primordi, le sue potenzialità sembrano infinite.