Staminali, telomeri e Cornea.

Negli ultimi anni, nelle cellule staminali è stata riposta la speranza di cura di un numero indefinito di patologie.

La possibilità di curare e guarire in maniera definitiva degenerazioni dei tessuti dei vari organi e della componente ossea del corpo umano non è più un miraggio. L’impiego delle staminali adulte, presenti in tutti gli organi del nostro corpo, e la loro capacità di rigenerarsi in un solo tipo, in tipi diversi o diventare qualcos’altro ha aperto scenari incredibili sul fronte della ricerca e della sperimentazione.

Già adesso è possibile rigenerare il tessuto osseo e le cartilagini, la pelle, le cornee, cervello, muscoli, cuore, fegato, pancreas e anche intervenire su malattie genetiche che erano considerate senza speranza.
L’obiettivo ottimale da raggiungere sarebbe quello di poter riprogrammare le cellule mature del paziente di cui si intende rigenerare il tessuto.

Dove si trovano queste cellule

Le cellule nei nostri tessuti sono originate da cellule staminali, che hanno questa straordinaria capacità di diventare diversi tipi di cellule specializzate.
Le cellule staminali vivono in delle nicchie, che la professoressa Blackburn, vincitrice del Nobel 2009, nel suo libro The Telomere Effect, definisce come una specie di salotto VIP, dove le staminali sono protette e sonnecchiano fino a quando non sono necessarie. Le nicchie sono, tra l’altro, situate all’interno degli organi e dei tessuti che le cellule staminali sostituiranno.

Ad esempio, le staminali per la pelle vivono sotto i follicoli piliferi, alcune cellule staminali del cuore vivono nella parete ventricolare destra e le cellule staminali del muscolo vivono nella parte profonda della fibra muscolare. Se tutto procede bene, le cellule staminali rimangono nella loro nicchia. Ma quando c’è bisogno di ricostituire i tessuti, la cellula staminale fa la sua comparsa, dividendosi e trasformandosi in qualunque cellula specializzata sia necessaria.

Cosa succede quando agiscono

Quando ci ammaliamo e necessitiamo di più cellule immunitarie (globuli bianchi), le cellule staminali del sangue che si “nascondevano” nel midollo osseo entreranno nel flusso sanguigno. Così nei muscoli, se malauguratamente si creasse una lesione andando a correre, alcune delle cellule staminali del muscolo si divideranno. Ogni cellula staminale crea due nuove cellule. Una di queste cellule sostituisce la cellula staminale originale e rimane comodamente nella sua nicchia; l’altra può diventare una cellula muscolare e contribuire a ricostituire il tessuto danneggiato

Avere una buona riserva di cellule staminali che sono in grado di rinnovarsi è fondamentale per rimanere in buona salute, invecchiare più lentamente e per recuperare da malattie e lesioni. Ma quando i telomeri di una cellula diventano troppo brevi, essi emettono segnali tali da bloccare il ciclo di divisione e di replicazione della cellula. Una cellula bloccata blocca il suo sviluppo, non può più rinnovarsi. Diventa vecchia.

Il “pensionamento” cellulare

Se è una cellula staminale, va in pensione, non sarà più in grado di lasciare la sua nicchia quando le viene richiesto dai processi dell’organismo.

Come una singola mela in un cesto, quando marcisce “contagia” le altre, così le altre cellule intorno alla staminale invecchiata, diventano senescenti, incapaci di fare le cose che dovrebbero fare. Le loro centrali energetiche interne, i mitocondri, non funzionano correttamente, causando una sorta di crisi da black out.

La cellula invecchiata, tra le altre cose, si riempie di scorie al suo interno:  gruppi di proteine malfunzionanti e globuli marroni di “junk”(spazzatura) noti come lipofuscina, che possono causare degenerazione maculare negli occhi e alcune malattie neurologiche.

Quando le staminali funzionano a dovere, i benefici sono assolutamente evidenti.

Moltissimi studi

Volendo andare più nello specifico, possiamo consultare la letteratura scientifica. Gli studi sulle staminali, sono innumerabili. Su PubMed sono più di 280.00 ad oggi (11/2017).

Vorrei citarne uno recentissimo, attinente alla trattazione di questo articolo, pubblicato nel 2017, in cui Gonzalez, Sasamoto et al. chiariscono alcuni aspetti delle cellule staminali che risiedono negli occhi.

Staminali ed occhi

Mi viene in mente l’immagine dei piloti di Formula Uno, che più volte nel corso di una gara, eliminano le pellicole ormai sporche, dalla visiera dei loro caschi protettivi.

Alla stessa maniera del casco di un pilota, la nostra cornea essendo la nostra finestra sul mondo, non viene “spellata” via, ma subisce continui interventi di lubrificazione e pulizia da parte degli annessi oculari.
Del resto la nostra visione è fortemente dipendente dalla chiarezza e dall’integrità corneale.
E’ chiaramente uno dei tessuti più esposti alle condizioni esterne.

Anche per questo motivo, il suo epitelio rappresenta uno dei tessuti che si rigenerano più rapidamente, al punto che subisce un ricambio cellulare completo nel corso di circa 1-2 settimane.
Questa capacità rigenerativa robusta ed efficace dipende dalla funzione delle cellule staminali che si trovano nel limbus, una struttura (giunzione) che contrassegna il confine tra la cornea trasparente, l’epitelio congiuntivale e la sclera opaca (vd immagine sotto)

Lo studio in questione

Le cellule staminali limbali (LSC) rappresentano una popolazione cellulare quiescente con capacità proliferativa che risiede nello strato epiteliale basale del limbus all’interno di una nicchia cellulare.
Oltre alle LSC, questa nicchia è costituita da diverse popolazioni cellulari come fibroblasti stromali limbali, melanociti e cellule immunitarie, nonché una membrana basale, tutte essenziali per la manutenzione e la rigenerazione delle LSC.

Lo studio in questione è riuscito ad evidenziare queste differenti popolazioni cellulari.
I componenti della nicchia delle LSC sono di diversa origine e diverso sviluppo, un fatto che, fino a poco tempo fa, ha impedito la precisa identificazione molecolare delle LSC.

Altro successo dello studio è stato quello di isolare l’espressione genica ABCB5, che attribuisce alle LSC la capacità di ripristino corneale dopo il trapianto.
Aspetti, questi, che sottolineano il considerevole potenziale delle formulazioni a base di LSC pure per la terapia clinica. Studi aggiuntivi, tra cui tracciamento genetico delle origini dello sviluppo di LSC, miglioreranno ulteriormente la nostra comprensione di questa popolazione cellulare e della sua nicchia, con importanti implicazioni per la medicina rigenerativa.

Come interpretare i risultati

Mentre il processo di invecchiamento descritto è simile nella maggior parte delle cellule studiate, il modo in cui una cellula esprime tale processo di invecchiamento può creare diversi tipi di lesioni al tessuto circostante e all’organismo nella sua interezza.

Le nostre cellule e noi di conseguenza siamo soggetti al fenomeno dell’invecchiamento.

L’invecchiamento può essere definito come una “disfunzione funzionale progressiva della cellula e la sua conseguente ridotta capacità di rispondere in modo appropriato agli stimoli ambientali e alle lesioni”.

Per motivi diversi, le cellule invecchiate non possono più rispondere normalmente alle sollecitazioni.

Questo processo è un continuum che spesso prosegue silenziosamente e che lentamente dà origine a quelle che vengono definite le “malattie dell’invecchiamento”, le cui cause possono essere, in parte, attribuibili a telomeri più brevi e cellule invecchiate (vedi qui per saperne di più).

Gli studi della comunità scientifica sono concentrati su questo obiettivo. Rendere sempre meno evidenti i difetti fisici (e non solo) causati dallo scorrere del tempo. Posto che ciascuno di noi ha una fine, non sarebbe bello giungervi nelle migliori condizioni possibili?

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