Tipi di cellule staminali usate nei trials clinici per trapianto cellulare

Sta avvenendo un notevole cambiamento nella comprensione della rigenerazione degli organi con significative implicazioni terapeutiche. Normalmente il cuore era noto per essere un organo incapace di rigenerarsi: i miociti rispondono allo stress solo con l'ipetrofia e non con un aumento di numero e dopo un infarto le zone colpite vanno incontro alla morte, lasciando una cicatrice nel tessuto.

Al contrario le evidenze recenti suggeriscono come i miociti adulti possono avere la capacità di dividersi e di aumentare di numero in certe circostanze. Ciò ha aperto le porta per la sperimentazione con lo sforzo di aumentare il numero di miociti quale strategia per combattere i disturbi cardiaci. Nello stesso si sta accumulando esperienza su diversi aspetti del trapianto cellulare. Storicamente sono stati usati diversi tipi di cellule per aumentare la funzione delle cellule cardiache (miociti): cellule fetali, embrionali, neonatali di topi e maiali, cellule muscolari lisce fetali, cardiomiociti AT-1, cardiomiociti adulti e fetali umani, cellule atriali adulte e fibroblasti. Più recentemente l’attenzione è andata su cellule staminali muscolo scheletriche autologhe e sulle cellule staminali del midollo osseo.

Le cellule staminali

Le cellule staminali sono cellule primitive con notevole capacità di autorinnovamento e di differenziazione in tipi di cellule diverse. Sino a poco tempo fa venivano considerate limitate nel loro destino, ma una serie di esperimenti ha dimostrato che in alcune circostanze possono essere ‘indirizzate’ a differenziarsi in molteplici linee cellulari.

Principali fonti di staminali usate in cardiologia:

Cardiomiociti fetali
Sembrano essere i sostituti ideali per la loro capacità di integrazione con il miocardio ospite. Nel modello animale questo trapianto ha mostrato di essere in grado di migliorare la funzione cardiaca, limitando la progressione dell’infarto. I loro limiti maggiori stanno nella scarsa disponibilità, nella possibilità di rigetto e in problemi etici legati al loro utilizzo.

Cellule staminali embrionali
Si sviluppano al 5° giorno dopo la fertilizzazione dell'uovo negli esseri umani, pluripotenti, hanno enorme capacità di proliferazione e differenziazione in un enorme numero di cellule differenti, inclusi i cardiomiociti. Sono le più promettenti per la produzione in larga scala di cardiomiociti. Ma come le cellule fetali la loro utilità è limitata da considerazioni etiche, difficoltà nell’isolamento, possibilità di rigetto e rischi di indurre lo sviluppo di tumori. Hanno inoltre una capacità potenziale di indurre aritmie.

Cellule staminali autologhe
Negli esseri umani adulti vari tessuti incluso il midollo osseo, i muscoli e il tessuto adiposo contengono cellule staminali capaci di differenziarsi in cardiomiociti adulti. L'uso terapeutico di queste cellule è molto interessante data la facilità di coltivazione (ex vivo). Sono sempre compatibili dal momento che provengono dal paziente e non presentano problemi etici.

Cellule staminali del midollo osseo
Il midollo osseo adulto contiene cellule progenitrici ematopoietiche (del sangue) e stromali (che formano l'impalcatura degli organi). Tra le ematopoietiche, le cosiddette “HSC”, a lungo termine, danno origine a diverse linee cellulari tra cui quelle endoteliali che a loro volta hanno la capacità di differenziarsi in cardiomiociti. Le stromali mesenchimali hanno la stessa potenzialità. Il midollo osseo è quindi la più promettente fonte di staminali per il trapianto cellulare (o cardiomioplastica).

Mioblasti scheletrici
Conosciute anche come cellule “satellite” sono le cellule staminali mononucleari e multipotenti che si trovano nel muscolo scheletrico adulto. Se trapiantate nel tessuto cardiaco formano fibre muscolari mature che più tardi acquistano le caratteristiche del muscolo cardiaco. Il loro trapianto sembra migliorare la funzione regionale nel modello animale anche se non se ne conosce ancora la ragione. Tra i limiti la potenziale capacità di generare aritmie.

Staminali derivate da cellule adipose
È stato recentemente dimostrato che il tessuto adiposo contiene cellule staminali pluripotenti e recenti studi suggeriscono la possibilità che esse siano in grado di differenziarsi in direzione dei cardiomiociti. Inoltre la grande quantità di questo tessuto nei mammiferi potrebbe rappresentare una preziosa fonte di staminali. Al momento la possibilità che esse siano effettivamente in grado di differenziarsi in cellule cardiache è da dimostrare. Uno studio appena apparso su Circulation Research (2004;94:223) investiga appunto questa possibilità e riporta risultati positivi.

Glossario: Mioblasti: cellula embrionale da cui origina la fibrocellula muscolare
Miociti: cellule del tessuto muscolare
Cardiomiociti: cellule del tessuto muscolare cardiaco
Totipotente: relativo ad una cellula capace di dare origine a tutti i tipi cellulari di quell'organismo, come la cellula uovo fertilizzata.
Multipotenti: Relativo ad una cellula capace di dare origine a molteplici tipi cellulari di quell'organismo.

Johann Rossi Mason
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