Il midollo osseo o emopoietico è l’organo in cui avvengono la produzione e la maturazione di tutte le cellule del sangue (globuli rossi, piastrine e globuli bianchi) ed è localizzato nella cosiddetta parte spugnosa di molte ossa (vertebre, ossa del cranio, coste, ossa lunghe delle braccia e delle gambe). Come ogni altro organo il midollo osseo possiede il proprio sistema di innervazione e vascolarizzazione.

Il sangue, inteso come unità di matrice emopoietica e cellule circolanti, è un tessuto complicato, in cui numerosi elementi sono selezionati, organizzati e regolati come strumenti di un’orchestra sinfonica, al fine di ottenere un risultato armonioso, stabile ed efficace. La formazione del sangue dipende dall’esistenza di una cellula detta STAMINALE MULTIPOTENTE, riconosciuta per la capacità di formare colture in vitro a lungo termine.

Ce ne parla il Dottor Pietro Falco, ematologo.

“Le cellule staminali e i progenitori emopoietici, dopo la nascita e negli individui adulti, sono localizzati nel midollo osseo, dove, in condizioni stazionarie, si dividono con un equilibrio molto fragile tra auto-mantenimento, differenziazione e quiescenza. Alterazioni della regolazione di questo delicato sistema rappresentano la causa della maggior parte delle neoplasie emopoietiche. Le cellule staminali hanno il compito di produrre tutte le cellule che circolano nel sangue periferico attraverso un processo articolato e strettamente controllato detto Emopoiesi.

L’aggettivo staminale deriva dal latino stamen, filo, al quale in modo figurato è legata la vita di ogni uomo, quello che nella mitologia è filato e reciso dalle Parche. Le cellule staminali hanno proprietà peculiari: hanno la capacità di auto-mantenersi, di differenziarsi nei vari tipi cellulari e di generare colonie quando sono coltivate in vitro, in laboratorio”.

Che cosa può dirci degli studi su queste cellule?

“Le cellule staminali emopoietiche vennero per la prima volta dimostrate nel topo con il colony-forming-unit-spleen-assay, basato sulla capacità di cellule emopoietiche di dare origine a colonie spleniche (cioè della milza) in un topo che dodici giorni prima era stato sottoposto a irradiazione letale. Da questa prima dimostrazione sono stati compiuti molti progressi.

Tutti gli studi riguardanti le cellule staminali sono basati sull’analisi in vitro della clonalità, cioè sulla possibilità di seguire una singola cellula staminale e le cellule da essa geneate (Test di clonogenicità). Tale tecnica ha permesso di definire le caratteristiche salienti delle cellule staminali emopoietiche.

E’ stato, infatti, dimostrato che sono capaci di creare un equilibrio tra auto-mantenimento e differenziamento: sono multipotenti (una singola cellula staminale produce almeno 8-10 linee distinte di cellule mature del sangue); ciascuna cellula è capace di generare una progenie di cellule mature sufficiente a garantire la ripresa dell’emopoiesi dopo un trapianto; sono rare (hanno una frequenza compresa tra 1: 10000 e 1: 100000 cellule nel caso del midollo osseo); sono quiescenti cioè possiedono un basso indice mitotico nel sistema emopoietico dell’adulto”.

Perché sono importanti le cellule staminali?

“La cellula staminale emopoietica è assolutamente indispensabile per mantenere una normale emopoiesi e per garantire la sua ripresa dopo un trapianto di midollo osseo. Sono disponibili sistemi di coltura a breve, medio e lungo termine che consentono di esaminare le varie classi di cellule staminali.

Esse differiscono per la cinetica di ricostituzione midollare: quelle a breve termine danno luogo alla ripopolazione cellulare nelle prime settimane dopo il trapianto ma non sono dotate di vita lunga; quelle a lungo termine sono responsabili della ripopolazione cellulare duratura che inizia pochi mesi dopo la prima ricostituzione e si mantiene per tutto l’arco della vita; quelle a medio termine agiscono da ponte tra la fase precoce (colture a breve termine) e quella tardiva (colture a lungo termine).

Adesso le cellule staminali adulte possono essere utilizzate a scopo clinico per generare cellule appartenenti a tessuti diversi da quello di origine. Questa caratteristica detta PLASTICITA’ è utilizzata per valutare l’efficacia terapeutica a livello trapiantologico. Varie casistiche hanno riportato che il ricevente tali cellule sviluppa uno stato di chimerismo (presenza di cellule del donatore accanto a cellule del ricevente) a vari livelli tissutali: dal tessuto epatico al tessuto nervoso, dal tratto gastroenterico alla cute.

Al di là degli ipotetici meccanismi che determinano la plasticità della cellula staminale emopoietica, gli scenari trapiantologici che si aprono con il trapianto delle cellule staminali sono immensi. Il loro impiego nella riparazione dei tessuti, muscolare, tendineo, miocardico, gastroenterico, nervoso è sicuramente un passo fondamentale anche nella cura di patologie invalidanti o che possono trasformarsi in patologie addirittura mortali.

I vantaggi sono di tipo chirurgico (brevità dell’intervento), riabilitativo (rapido ripristino delle attività), minore possibilità di effetti collaterali infettivi e/o di rigetto. Per essere efficacemente utilizzate è necessario che siano inoculate nella sede della lesione in concentrazione sufficiente. Devono essere poi correttamente guidate da segnali specifici liberatisi dal tessuto danneggiato”.