Totipotenza, pluripotenza, multipotenza: il “ciclo” delle staminali

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1.1 TOTIPOTENZA, PLURIPOTENZA, MULTIPOTENZA: IL “CICLO” DELLE STAMINALI

Per capire cosa sono le cellule staminali e che ruolo hanno nel nostro organismo, bisogna partire dall’inizio della nostra esistenza: il momento della fecondazione. Analizzando il processo di formazione di un organismo si può osservare il momento in cui nasce ogni tipo di cellula staminale.

Una cellula è definita staminale se è in grado di dar luogo a una progenie di cellule via via sempre più differenziate e specializzate.

Esistono diversi tipi di cellule staminali che possono essere classificati, in base alla loro capacità di generare progenie, in: Totipotenti, Pluripotenti, Multipotenti e Unipotenti. L’organismo adulto possiede solo cellule staminali Unipotenti; gli altri tipi di cellule staminali si possono ritrovare solo nel corso dello sviluppo embrionale e fetale.

Figura 1. Staminali totipotenti, pluripotenti, multipotenti e unipotenti

 

Per capire la differenza tra queste cellule le analizzerò singolarmente, all’interno del processo di sviluppo del nostro organismo:

  • Cellule staminali Totipotenti:

Quando lo spermatozoo si incontra con l’ovulo da vita allo zigote; questa è la prima cellula del nuovo organismo che possiede un corredo genetico unico. Lo zigote in una prima fase si divide uguale a se stesso dando vita a un piccolo ammasso di cellule. Queste cellule sono staminali totipotenti perché sono in grado di dar vita a tutto ciò che serve al successivo sviluppo. Se a questo punto dello sviluppo l’ammasso di cellule si separa in due, nascono due organismi geneticamente uguali, cioè i gemelli omozigoti.

Tra la terza e la quarta divisione cellulare le cellule iniziano a perdere la loro totipotenza. A questo punto avviene la formazione della morula, così chiamata perché l’uovo fecondato assume la forma di una piccola mora, composta all’incirca da sedici cellule.

 

  • Cellule staminali Pluripotenti

Allo stadio di morula la segmentazione si accentua, le cellule cominciano a produrre un liquido che va a riempire gli spazi intercellulari e poi si raccoglie al centro della morula. Si passa così allo stadio di formazione della blastocisti. A questo punto compaiono due genealogie cellulari:

³     Le cellule esterne della morula formano il trofoblasto (termine che significa “germe di ciò che nutre e sostiene”: questo darà luogo alla placenta e agli altri sistemi di sostegno che serviranno allo sviluppo in utero dell’embrione (ma che non comporranno l’embrione stesso)

³     Le cellule più interne della morula formano l’embrioblasto (germe dell’embrione): questo darà vita all’embrione vero e proprio e poi al feto

Le cellule del trofoblasto e dell’embrioblasto sono definite pluripotenti perché, se prese singolarmente, non possono portare allo sviluppo di un organismo.

Le cellule dell’embrioblasto però possono dar vita a tutti i tessuti presenti in un uomo sviluppato. Sono queste le famigerate cellule staminali embrionali, oggetto di ricerca scientifica e di dispute bioetiche.

  • Cellule staminali multipotenti:

A partire dall’ottavo giorno dal concepimento, l’embrioblasto assume l’aspetto di un disco nel quale si possono distinguere tre strati diversi di cellule, detti foglietti germinativi:

³     L’endoderma che darà vita a: intestino, sistema respiratorio, fegato e altri tessuti.

³     Il mesoderma che darà vita a:cellule del sangue, vasi sanguigni, cuore e altri tessuti.

³     L’ectoderma che darà vita a: sistema nervoso centrale, pelle

Le cellule dei foglietti germinativi quindi non possono dar vita a tutti i tessuti di un organismo sviluppato, ma solo a quelli sopra specificati.

  • Cellule staminali unipotenti:

Terminato lo sviluppo dell’organismo rimane una sola categoria di cellule staminali: le staminali unipotenti. Queste sono chiamate anche staminali adulte o staminali tessuto specifiche.

L’organismo adulto è composto da tre tipi di popolazioni cellulari:

a)      Popolazioni cellulari in espansione, presenti nei tessuti che continuano a crescere per lungo tempo

b)      Popolazioni cellulari stabili, che compongono i tessuti non soggetti a crescita

c)      Popolazioni cellulari di rinnovo, presenti nei tessuti il cui normale funzionamento richiede la continua reintegrazione delle cellule via via perdute.

Quest’ultimo processo avviene quotidianamente in tessuti come la pelle, i capelli, le unghie, il sangue e altri. In altri tessuti che compongono organi come il cuore o il cervello, questo processo può avvenire, ma molto più raramente che nei tessuti sopra citati. Al termine del loro sviluppo i nostri organi mantengono una sorta di magazzino-officina che contiene la materia prima con la quale, quando è necessario vengono prodotte le cellule di ricambio per mantenere il sistema in condizioni normali.

Torna all’indice della tesina La scoperta delle cellule staminali: Aspetti scientifici e filosofici di Cristiano Parisi

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