Cosa sono le cellule staminali ematopoietiche?
Le cellule staminali ematopoietiche (HSC) sono cellule che possono produrre tutte le cellule del gruppo sanguigno. A tale scopo, i HSC generano linfociti, granulociti e globuli rossi. Linfociti e granulociti sono tipi di globuli bianchi.
L'ematopoiesi è il processo attraverso il quale il sangue viene continuamente reintegrato, quando necessario. Le cellule staminali ematopoietiche creano le cellule del sangue necessarie in questo processo. Gli HSC producono anche nuove cellule staminali.
Le HSC si trovano in genere nelle ossa che contengono midollo. Si trovano anche, in numero molto piccolo, nel sangue e, in gran numero, nel sangue del cordone ombelicale. Le cellule staminali, in particolare le HSC, hanno il potenziale di sostituire le cellule danneggiate, come il midollo osseo danneggiato in caso di leucemia. Nessun altro tipo di cellule staminali viene utilizzato regolarmente per la terapia e i trapianti come gli HSC.
Le cellule del sangue sono prodotte da organi che producono sangue nel midollo osseo di alcune ossa, come il femore, l'anca, le costole e lo sterno. Il midollo è responsabile della produzione fino al 70% di tutti i globuli bianchi, nonché di tutte le piastrine. Le piastrine sono strutture a forma di disco che consentono la coagulazione del sangue.
Le cellule staminali ematopoietiche hanno la capacità di attivarsi mentre si trovano nel midollo osseo. Possono anche entrare nel flusso sanguigno. Gli HSC sono inoltre caratterizzati dalla capacità di consentire la morte cellulare o l'apoptosi, se la cellula è danneggiata o non necessaria.
Gli HSC sono stati pesantemente studiati dagli anni '50 e sono stati usati in terapia per i pazienti con disturbi del sistema immunitario, disturbi del sangue e cancro dagli anni '60. Queste cellule possono essere impiantate in altri tessuti e diventare altre cellule, come i neuroni. Mentre esiste un grande potenziale per queste cellule da utilizzare nelle terapie per le malattie degenerative, ci sono alcuni problemi nell'utilizzarle.
Le cellule staminali, in particolare gli HSC, non possono replicarsi e differenziarsi da sole in un ambiente artificiale, come un piatto di coltura o una provetta. Non è inoltre possibile identificare con precisione una cellula staminale da altri globuli bianchi. Le cellule staminali ematopoietiche tendono ad avere le stesse dimensioni e forma, nonché lo stesso comportamento dei globuli bianchi.
L'identificazione di queste cellule è ulteriormente ostacolata perché esistono due tipi di cellule staminali ematopoietiche, cellule a lungo termine e precursori. Le cellule a lungo termine possono rinnovarsi indefinitamente e si trovano nel midollo osseo. Le cellule precursori, chiamate anche cellule progenitrici, si trovano anche nel midollo osseo ma non possono replicarsi all'infinito. A fini terapeutici, le cellule staminali a lungo termine sono molto più vantaggiose.
Quando un paziente ha la leucemia - un tumore del midollo osseo o altri organi che formano il sangue - viene spesso sottoposto a un trapianto allogenico di cellule staminali ematopoietiche come trattamento. Il primo passo in tale procedura richiede che il paziente sia sottoposto a radioterapia per sradicare il proprio midollo osseo e le HSC. Il midollo osseo del donatore viene quindi trapiantato nel paziente leucemico. Dopo che è stato impiantato, i nuovi HSC si moltiplicheranno e si differenzieranno, per sostituire le cellule che sono state distrutte dalle radiazioni.