Cellula staminale

Cellula staminale

Negli organismi multicellulari, le cellule staminali sono cellule indifferenziate o parzialmente differenziate che possono differenziarsi in vari tipi di cellule e proliferare indefinitamente per produrre altre cellule dello stesso tipo. Sono il primo tipo di cellula in un lignaggio cellulare. Si trovano sia negli organismi embrionali che in quelli adulti, ma hanno proprietà leggermente diverse in ciascuno. Di solito si distinguono dalle cellule progenitrici, che non possono dividersi indefinitamente, e dalle cellule precursori o blast, che di solito sono impegnate a differenziarsi in un tipo di cellula.

Cellula staminale

Proprietà

La definizione classica di una cellula staminale richiede che essa possieda due proprietà:

Auto-rinnovamento: la capacità di passare attraverso numerosi cicli di crescita e divisione cellulare, noti come proliferazione cellulare, mantenendo lo stato indifferenziato.
La potenza: la capacità di differenziarsi in tipi di cellule specializzate. In senso stretto, questo richiede che le cellule staminali siano totipotenti o pluripotenti – in grado di dare origine a qualsiasi tipo di cellula matura, anche se le cellule progenitrici multipotenti o unipotenti sono talvolta definite cellule staminali. A parte questo, si dice che la funzione delle cellule staminali è regolata in un meccanismo di feedback.

Auto-rinnovamento

Due meccanismi assicurano il mantenimento di una popolazione di cellule staminali (non si riduce di dimensioni):

1. Divisione cellulare asimmetrica: una cellula staminale si divide in una cellula madre, che è identica alla cellula staminale originale, e un’altra cellula figlia, che è differenziata.

Quando una cellula staminale si autorinnova, si divide e non interrompe lo stato indifferenziato. Questo auto-rinnovamento richiede il controllo del ciclo cellulare e il mantenimento della multipotenza o pluripotenza, che dipende dalla cellula staminale.

2. Differenziazione stocastica: quando una cellula staminale cresce e si divide in due cellule figlie differenziate, un’altra cellula staminale subisce la mitosi e produce due cellule staminali identiche all’originale.

Le cellule staminali usano la telomerasi, una proteina che ripristina i telomeri, per proteggere il loro DNA ed estendere il loro limite di divisione cellulare (il limite di Hayflick).

Pluripotenza, pluripotenzialità

la capacità di una singola cellula di differenziarsi in qualsiasi tipo di cellula somatica, tranne le cellule del trofoblasto (che nelle fasi successive dello sviluppo formano la placenta). Da cellule staminali pluripotenti provenienti da uno stadio molto precoce dell’embrione, cioè la blastocisti di 5 giorni, hanno origine le cellule di tutti i tessuti e organi. Solo 30-35 di queste cellule, che costituiscono il nodo embrionale della blastocisti, “immagazzinano” le istruzioni per i 100 trilioni (1014) di cellule che compongono il corpo umano.