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Aspetti scientifici e filosofici
1. INTRODUZIONE
Come tutti ormai sappiamo il nostro corpo è formato da diversi organi, gli organi sono formati da tessuti e i tessuti sono formati da cellule.
La cellula è l'unità fondamentale della vita e ogni organismo vivente è composto di cellule.
Le cellule staminali sono un tipo molto particolare di cellule; talmente particolare da dar lavoro a centinaia di ricercatori che da qualche anno passano la loro vita a studiare unicamente questo tipo di cellule.
Ma perché tutto ciò? Cos'hanno di tanto particolare le cellule staminali?
Per capirlo possiamo partire dall'etimologia dell'aggettivo "staminale": staminale deriva da "stame" che significa "ceppo" "stipite" "origine". Quindi dall'aggettivo si deduce che le cellule staminali hanno a che fare con l'origine. Ma l'origine di che cosa? Di tutto! Esattamente..
Ora cercherò di chiarire meglio questa affermazione.
Per cominciare, al momento della fecondazione di ogni essere vivente, possiamo trovare le staminali per eccellenza: le staminali embrionali. L'origine di ogni essere vivente è lo zigote che è il frutto dell'incontro tra lo spermatozoo (gamete maschile) e l'ovulo (gamete femminile). Ben presto lo zigote inizia a dividersi dando così inizio al processo di creazione di un nuovo essere vivente. A questo stadio della vita compaiono le cellule staminali embrionali che danno vita all'embrione. In seguito analizzerò nel dettaglio questo processo.
Ora però vorrei passare a un'altra funzione che svolgono le cellule staminali: il mantenimento in vita di un organismo. Quando un organismo vive le sue cellule sono sottoposte in continuazione a un decadimento, dovuto agli stessi processi che le fanno vivere, che le porta in tempi più o meno lunghi alla morte, questi tempi però sono sempre minori a quelli di vita dell'intero organismo (tranne qualche eccezione, come il caso di alcuni neuroni). I tessuti del nostro corpo dove le cellule "muoiono" più velocemente sono il tessuto sanguineo e quello epiteliale. Qualche decennio fa si pensava che le cellule continuassero a dividersi per soddisfare il fabbisogno di nuove cellule, quindi alla base del mantenimento di un organismo era posta la divisione cellulare. Dopo la scoperta delle cellule staminali invece si è capito che alla base dei processi di divisione cellulare ci sono cellule diverse da quelle specializzate dei singoli organi: queste sono le cellule staminali adulte.
In definitiva le cellule staminali sono alla base sia dello sviluppo dell'organismo prima della nascita, sia del mantenimento in vita dell'organismo stesso dopo la nascita. Penso che questo basti a giustificare il particolare interesse nei confronti di queste cellule.
Per fortuna però non finisce tutto qui: queste scoperte aprono nuove frontiere alla medicina che teoricamente possono portare a soluzioni di molti problemi prima inimmaginabili.
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:
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.
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:
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)
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.
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:
L'endoderma che darà vita a: intestino, sistema respiratorio, fegato e altri tessuti.
Il mesoderma che darà vita a:cellule del sangue, vasi sanguigni, cuore e altri tessuti.
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.
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.
Figura 2: diversi
tipi di staminali con distinzione tra i foglietti germinativi
1.2 BREVE STORIA DELLE SCOPERTE SULLE STAMINALI
La storia della ricerca sulle cellule staminali è storia recente. Questa entità biologica è stata scoperta solo a partire dalla seconda metà di questo secolo e si è sviluppata in modo significativo solo negli ultimi dieci anni. Sotto riporto gli eventi chiavi della ricerca.
2. CARATTERISTICHE BIOLOGICHE E RICERCA SCIENTIFICA
LE STAMINALI ADULTE
Le cellule staminali adulte, come già accennato nell'introduzione, sono fondamentali per il mantenimento in vita dell'organismo e dei suoi tessuti. Infatti la sola divisione cellulare delle cellule mature (già specializzate) non riuscirebbe a far fronte alla degradazione dei tessuti fondamentalmente per due motivi :
Detto questo, appare chiaro come ci sia bisogno di un tipo di cellule diverso, le staminali appunto, che provveda alla sostituzione delle cellule logorate, nei tessuti che compongono i nostri organi. Queste cellule si trovano in posizioni strategiche, all'interno degli organi, che permettono loro di sapere (tramite impulsi biochimici) se c'è bisogno di produrre cellule mature. Fino ad ora i ricercatori hanno isolato cellule staminali in alcuni organi ma questo è un campo in continua evoluzione. E' plausibile che ci siano staminali in tutti gli organi del nostro corpo e che la loro scoperta sia solo una questione di tempo.
Fig 3: staminali
adulte del Midollo osseo, della pelle e dell'intestino
Tra le staminali adulte più importanti, scoperte fino ad ora, ci sono:
le staminali del midollo osseo tra le quali si distinguono: le ematopoietiche che hanno il compito di creare le cellule del sangue (globuli rossi, globuli bianchi, piastrine ecc); le mesenchimali che generano ossa e cartilagine;
Le staminali dell'epitelio che hanno il compito di produrre le cellule del nostro epitelio;
Le staminali del fegato, del pancreas, del cuore.
Le staminali celebrali, che provvedono al rinnovo di alcuni neuroni in alcune zone del cervello. La scoperta di staminali nel cervello è stata sorprendente perché prima si pensava che i neuroni di un individuo fossero quelli presenti sin dalla nascita.
Molte di queste cellule, oltre che produrre le cellule mature del tessuto in cui risiedono, in ambienti diversi, possono produrre anche cellule diverse dal loro tessuto di appartenenza. Questo fenomeno è una scoperta recente ed è detto trans-differenziazione, di questo parlerò in modo più approfondito nel punto 2.4.
2.1.1 DIVISIONE ASIMMETRICA
In questo paragrafo vorrei analizzare, a grandi linee, i motivi della particolare caratteristica delle cellule staminali: la loro "staminalità", cioè la capacità di produrre cellule più specializzate, diverse da loro stesse. Le radici di questa eccezionale proprietà vanno ricercate nel processo di duplicazione cellulare:
Figura 4: ciclo
cellulare
La divisione delle cellule staminali è detta divisione asimmetrica. (rappresentata in figura 6)
La divisione asimmetrica consiste in diverse fasi:
Fig 4: ciclo
cellulare
una cellula figlia uguale alla cellula che la ha
generata
un'altra cellula detta cellula di transito che inizia il processo di differenziazione
A questo punto:
la cellula figlia staminale prende il posto della cellula che l'ha generata
la cellula di transito inizia a migrare verso il luogo dove c'è bisogno di nuove cellule mature, e durante questo percorso effettua numerose divisioni.
In questo modo: 1) a partire da una singola cellula staminale si sono prodotte numerose cellule
differenziate che hanno rinnovato i tessuti
2) La cellula staminale figlia si è generata grazie a una sola divisione
cellulare, rendendo così minima la possibilità di errori di copiatura del codice genetico.
Il processo di divisione asimmetrica è molto efficace però presenta dei difetti: se per qualche motivo (come ad esempio un trauma che comporta una perdita di staminali) si "inceppa" il meccanismo si può ridurre il numero di staminali, con il rischio che non ci sia più la possibilità di produrre un numero sufficiente ci cellule mature. La sola divisione asimmetrica non da la possibilità alle staminali di aumentare di numero. Per permettere alle staminali di aumentare o diminuire il loro numero il nostro organismo utilizza la divisone simmetrica.
Fig 5: divisione
cellulare
Fig 6: divisione asimmetrica
2.1.2. DIVISIONE SIMMETRICA
La divisione simmetrica è ben spiegata in questo schema e nella didascalia, pubblicate sul libro di Angelo Vescovi: "La cura che viene da dentro"
Le staminali adulte nel nostro corpo hanno il compito di creare cellule di un
singolo tessuto, le ultime scoperte della ricerca biomedica però hanno
dimostrato che, alcune di queste cellule, opportunamente trattate in coltura,
possono generare cellule differenziate diverse dal tessuto di appartenenza.
Questo processo è detto di trans-differenziazione e lo analizzerò in un
paragrafo successivo.
2.2 STAMINALI EMBRIONALI
Le cellule staminali embrionali sono quelle che, allo stadio di blastocisti, formano l'embrioblasto. Come già accennato nel primo paragrafo queste cellule sono in grado di generare tutti i tessuti che compongono l'organismo.Dal momento in cui sono state isolate per la prima volta, da Thomson nel 1998, i ricercatori hanno iniziato a studiarle in modo sempre più approfondito per poter utilizzarle, un giorno, in ambito medico. Teoricamente, come già detto, queste cellule possono generare un tessuto intero e quindi anche un organo, che potrebbe essere trapiantato in caso di necessità; oppure possono generare cellule adatte a riparare tessuti danneggiati. Appare chiaro quindi quanto sia grande il potenziale terapeutico delle staminali embrionali. Purtroppo però lo studio e l'eventuale utilizzo di queste cellule, se derivate da embrioni umani, pongono grandi problemi: sia tecnici che etici.
L'alto potenziale proliferativo proprio di queste cellule è un'arma a doppio taglio: è vantaggioso quando si vogliono creare cellule da utilizzare come "pezzi di ricambio"; è svantaggioso quando queste cellule sono inserite nei tessuti di un organismo senza che la loro pulsione a moltiplicarsi non sia disattivata completamente. I tessuti adulti non sono in grado di trasmettere gli stessi segnali che le staminali ricevono durante lo sviluppo in utero, per questo motivo se si trapiantano queste cellule direttamente nel tessuto il risultato è la formazione di grossi tumori maligni: i teratocarcinomi. In questi tumori si trovano cellule del cervello, della pelle, delle ossa, del muscolo. indipendentemente dal tessuto in cui si trovano, proprio perché le staminali impiantate sono pluripotenti.
Per ovviare a questo inconveniente le staminali devono essere:
Coltivate in vitro e fatte riprodurre
Istigate a produrre le cellule mature del tipo e dalle qualità volute, esponendole a sostanze che simulano l'ambiente che incontrerebbero in utero.
A questo punto verrebbero trapiantate nel tessuto in questione
Purtroppo però questo procedimento è molto più complesso di quanto si possa immaginare; infatti la produzione di un tipo di cellula matura, altamente specializzata, è regolato da una serie di fattori esterni alla cellula che appaiono durante lo sviluppo in utero, questi sono:
Sostanze chimiche.
Presenza di altre cellule mature o in via di maturazione, spesso completamente diverse dalle cellule che si vogliono ottenere.
Posizione di altre cellule mature o in via di maturazione
Allo stato attuale i ricercatori sono riusciti a ricavare qualche cellula specializzata da cellule staminali embrionali, grazie a brodi di coltura contenenti anche cellule di altri esseri viventi, come i topi. Questo però rende assai rischioso il trapianto di cellule così ottenute, nei tessuti di una persona.
Per questi motivi non esistono ancora terapie che utilizzano cellule staminali embrionali.
Per ottenere le staminali embrionali bisogna creare embrioni e distruggerli. Infatti l'estrazione delle cellule dell'embrioblasto dall'embrione comporta inevitabilmente la sua morte. È lecito fare ciò? La risposta è molto complessa e attorno ad essa c'è un dibattito etico molto articolato. Tratterò questo argomento nella sezione dedicata alla bioetica
In definitiva, la ricerca sulle staminali embrionali è ancora agli albori e le cose da scoprire sono ancora molte.
2.3. STAMINALI FETALI, DELLA PLACENTA E DEL CORDONE OMBELICALE
Un altro tipo di cellule staminali, molto simili a quelle adulte, sono le staminali fetali. Esse si trovano negli stadi tardivi dell'embrione e nel feto e sono cellule multipotenti. Queste sono le cellule che in utero provvedono all'accrescimento dei tessuti, e che dopo la nascita diventeranno staminali adulte unipotenti. Le staminali fetali hanno caratteristiche particolari: uniscono gli aspetti positivi delle staminali embrionali e delle staminali adulte:
Altre cellule con caratteristiche che vanno dalla multipotenza all'unipotenza si possono trovare nella placenta, oppure nel cordone ombelicale. Queste cellule sono facilmente accessibili in quanto dopo la nascita cordone ombelicale e placenta vengono normalmente gettati. In alcuni stati stanno nascendo banche del cordone ombelicale per conservare i cordoni ombelicali dei neonati per un eventuale utilizzo futuro.
2.4. ULTIME SCOPERTE: MAPC, TRANS-DIFFERENZIAMENTO, STAMINALI NEL LIQUIDO AMNIOTICO
Fino a pochi anni fa il mondo scientifico aveva una specie di "dogma" (parola che è sempre inadatta alla ricerca scientifica): le cellule staminali adulte di un tessuto possono generare solo cellule differenziate appartenenti a quel tessuto. Questo dogma è stato abbattuto, poco a poco, a partire dal 1998; quando un gruppo composto da Giulio Cossu e da altri ricercatori italiani ha pubblicato un articolo che dimostrava che, nei topi, le cellule sanguigne possono produrre cellule muscolari. Questa prima ricerca dimostra come cellule di un tessuto possono, in realtà, generare cellule di un altro. Da allora sono stati pubblicati moltissimi altri studi volti a dimostrare l'inter-convertibilità delle staminali di un tessuto in cellule di un altro. Questi fenomeno sono detti di trans-differenziamento e sono una scoperta molto importante. Se un giorno fosse possibile trans-differenziare una cellula staminale adulta di un determinato tessuto, in cellule di tutti gli altri tessuti, non sarebbe più necessario ricorrere alle staminali embrionali. Questo risolverebbe sia i problemi etici legati alle embrionali, sia il rischio di rigetto connesso a un trapianto di cellule non autologhe (dell'organismo stesso). Infatti un paziente che avesse bisogno di tessuti nuovi potrebbe riceverli a partire da cellule del suo stesso organismo, che quindi verrebbero riconosciute dal suo sistema immunitario.
Tra il 2001 e il 2002 una ricercatrice americana, Catherine Verfaille, lavorando su cellule staminali del midollo osseo di topi ha scoperto un nuovo tipo di staminali: le MAPC. Le MAPC (Multipotent Adult Progenitor Cells) sono staminali adulte che sembrano avere tutte le caratteristiche delle embrionali ovvero: capacità di crescita e di dare origine a tutti, o quasi, i tessuti di un organismo. Da allora i ricercatori hanno iniziato a cercare queste cellule anche nell'uomo. Per ora però non sono ancora state trovate, anche se si è scoperto alcune staminali del midollo osseo, le mesenchimiali, hanno notevoli capacità di transdifferenziare.
Nel numero di gennaio 2007 della rivista Nature Biotechnology è uscito un articolo, firmato da un team guidato dall'italiano Paolo De Coppi, che riporta la scoperta di cellule staminali nel liquido amniotico. Già da un po' si sapeva che nel liquido amniotico, cioè quel liquido nel quale è immerso il feto all'interno della placenta, sono presenti molte cellule immature. Questa ricerca ha dimostrato che nel liquido amniotico sono presenti delle cellule che hanno caratteristiche molto simili a quelle embrionali, sono cioè totipotenti. La quantità di queste cellule è circa l'1% delle cellule contenute nel liquido. La scoperta è molto importante perché, se le cellule hanno davvero le caratteristiche delle embrionali, permetterebbe di abbandonare l'uso di embrioni. Tuttavia, anche per quanto riguarda questo tipo di cellule le cose non sono ancora del tutto chiare ed è necessaria ancora della ricerca.
Queste ultime scoperte hanno valorizzato enormemente le staminali adulte, che sembrano in grado di dar vita a un numero sempre maggiore di tessuti. Questo però non deve indurre a pensare che la ricerca sulle embrionali sia ormai obsoleta; infatti, come sostiene Angelo Vescovi (nel libro La cura che viene da dentro) per arrivare a questi risultati si sono utilizzate tecniche proprie della ricerca sulle embrionali. In definitiva, la ricerca sulle embrionale e quella sulle adulte sono strettamente legate tra loro e molto spesso la scoperta in un campo è molto utile anche per l'altro.
C'è un ultimo campo per il quale l'uso delle staminali embrionali sarebbe molto utile: la ricerca biomedica. In breve: con le embrionali c'è la possibilità di creare tessuti umani, i quali possono essere utilizzati per la ricerca sulle cause di alcune malattie. Tessuti creati ad hoc potrebbero essere utilizzati per verificare gli effetti dei farmaci sui tessuti stessi. Infine possono essere usati, in ambito genetico, per capire a cosa servono singoli geni che, nei tessuti di prova verrebbero alterati.
3. APPLICAZIONI MEDICHE
3.1. MEDICINA RIGENERATIVA
La maggior parte delle malattie che la medicina non riesce ancora a curare sono le malattie dovute alla degenerazione dei tessuti umani. Fino all'Ottocento le malattie che mietevano più vittime erano quelle causate da virus (vaiolo, epatite, poliomielite) o da batteri (peste, tubercolosi..) ed erano malattie infettive. Nel Novecento, nella parte di mondo industrializzato, gran parte delle malattie infettive sono state debellate (ad eccezione, per esempio, dell'Aids) e le malattie che mietono più vittime sono quelle collegate al malfunzionamento dei tessuti che compongono gli organi (cancro, malattie cardiache, ictus ecc..).
La nuova frontiera della medicina è quindi la lotta a queste malattie, e le cellule staminali sicuramente sono uno strumento molto importante per la lotta di queste patologie.
Il grafico sottostante è utile per capire le cause di morte attuali e quelle di inizio secolo.
(fonte: https://www2.unipr.it/~bottarel/epi/intro/mal_uom.htm)
La medicina che si occupa di queste malattie è detta medicina rigenerativa. Le malattie che si propone di curare sono tutte quelle legate a un'alterazione di tessuti:
Per la cura di queste patologie, fino a poco tempo fa incurabili, si può ricorrere a trapianti di organo, di tessuto, o di singole cellule. L'idea di curare alcune malattie con trapianti di organi, o addirittura di cellule, nel caso del midollo osseo, non è nuova. Sin dall'inizio del Novecento i medici hanno iniziato a utilizzare queste tecniche. Ora però i meccanismi sono un po' più chiari e con le cellule staminali si sono aperte nuove possibilità:
Le staminali potrebbero un giorno portare alla fine delle lunghe liste d'attesa per i trapianti; infatti, se si trovasse il modo di generare interi organi grazie a queste particolari cellule, il problema della disponibilità di organi svanirebbe.
Le staminali potrebbero portare alla fine stessa della pratica del trapianto, che è ancora molto invasiva e spesso problematica. Questo se un giorno, dopo aver compreso in modo efficace tutti i meccanismi delle staminali, si riuscisse a fornire nuove cellule agli organi ammalati, semplicemente iniettando cellule staminali.
Un'ulteriore metodo di terapia allo studio è quello di immettere nel corpo umano fattori di crescita specifici, che facciano in modo che le staminali già presenti nei tessuti da curare, aumentino la loro attività e si moltiplichino.
Queste sono le prospettive, molto promettenti della medicina rigenerativa. Purtroppo rimangono ostacoli tecnici ed etici molto rilevanti. Di seguito, schematicamente, riporto i pregi e i difetti delle staminali embrionali e di quelle adulte, nell'ambito della ricerca e dell'applicazione clinica.
STAMINALI ADULTE
Pregi:Reperibili nei tessuti umani; no rischio di tumori
Difetti: Difficilmente moltiplicabili in vitro
STAMINALI EMBRIONALI
Pregi: Grande capacità proliferativa, possibilità di creare tutti i tessuti esistenti
Difetti: Rischio di tumori
Ora vorrei fornire qualche esempio di terapia che si basa sulle cellule staminali già esistente, e qualche terapia in fase di studio.
3.2 TERAPIE CON CELLULE STAMINALI GIA' APPLICATE
Al giorno d'oggi le terapie esistenti che prevedono l'uso di cellule staminali sono molto esigue. Ciò è dovuto sostanzialmente al fatto che la ricerca è ancora agli stadi iniziali, quindi i rischi sono ancora molti e i meccanismi che governano queste cellule sono ancora, in buona parte, oscuri. Terapie che utilizzano cellule staminali embrionali non esistono ancora in quanto la ricerca in questo campo richiede ancora tempo. Nonostante ciò, esistono esempi di terapie con cellule staminali adulte incoraggianti, che lasciano intravedere il potenziale di queste cellule.
Trapianto di midollo per leucemie: la prima pratica di terapia cellulare sviluppata dalla medicina è per la cura delle leucemie. Le leucemie sono tumori che colpiscono le cellule staminali ematopoietiche, adibite al continuo rinnovo delle cellule sanguigne. Ora molti casi di leucemie possono essere curati tramite l'innesto di midollo osseo di un donatore compatibile.
Trapianto della pelle: Un altro tipo di staminali adulte molto attive, sono le staminali dell'epidermide. Grazie a queste cellule, che si trovano negli spazi più profondi dell'epidermide, è possibile generare lembi di pelle in laboratorio. Trapiantando i tessuti così ottenuti si possono curare gravi ustioni che hanno leso l'epidermide a tal punto da danneggiare le staminali.
Trapianto cornea: Un metodo analogo a quello sopra citato, per il trapianto di pelle, è utilizzato per il trapianto di cornea. In particolare, esiste in Italia (nella città di Venezia) un centro specializzato che si occupa della generazione di cornee a partire dalle staminali che si trovano nell'occhio del paziente stesso. Grazie alle cornee ottenute "artificialmente" è possibile curare ustioni da acidi che spesso portano alla cecità.
Rigenerazione di ossa: In alcune fratture particolarmente traumatiche vengono persi centimetri di osso. Nel 2001 l'Istituto dei tumori di Genova ha iniziato la sperimentazione di una tecnica per rigenerare l'osso andato perduto, con risultati positivi. La tecnica consiste nel prelevare un particolare tipo di cellule (le staminali mesenchimiali) del midollo osseo del paziente stesso, nell'innestarle su un supporto di ceramica e nell'impiantare la "miscela" così ottenuta nel paziente. I primi studi hanno mostrato che le cellule trapiantate si integrano perfettamente con l'osso.
3.3 TERAPIE IN STATO DI RICERCA
Mentre si applicano le prime terapie, ce ne sono molte altre in stato di ricerca, che cercano cure per malattie anche mortali come le malattie neurodegenerative, quelle del sistema muscolare, gli infarti e molte altre patologia. Di seguito citerò brevemente qualche terapia allo studio.
Morbo di Parkinson: Il morbo di parkinson è una malattia dovuta al degenero di alcune cellule celebrali che non riescono più a produrre una sostanza: la dopamina, che è essenziale per il funzionamento del cervello. Alcuni gruppi di ricerca stanno analizzando le staminali del cervello, scoperte di recente, e le staminali embrionali, per poter un giorno sostituire le cellule difettose.
Cuore: Sono in studio terapie per la cura delle lesioni al cuore dovute a infarti. Dopo un infarto sul cuore si crea una cicatrice, cioè delle cellule morte, che compromettono il funzionamento del cuore. Alcuni ricercatori stanno studiando cellule staminali del cuore stesso, cellule staminali del midollo osseo e altri tipi di staminali per generare tessuto cardiaco. Un altro studio prevede l'uso di fattori di crescita che stimolino la produzione di staminali del paziente stesso.
Diabete: Esiste una forma di diabete, il diabete I, che colpisce sin dall'età d 13-15 anni e che costringe i pazienti ad assumere quotidianamente insulina per tutta la loro vita. L'organo che produce l'insulina è il pancreas, e in particolare le isole di Langerhans in esso contenute. Negli anni '80 circa si è sperimentato il trapianto di Pancreas. La tecnica del trapianto però obbliga il paziente ad assumere medicinali antirigetto per tutta la vita, e spesso ci sono effetti collaterali. Quindi il trapianto, nel caso del diabete porta più svantaggi che vantaggi. Nel 1999 un gruppo canadese ha attuato una procedura per trapiantare solo le isole di Langherans, ora però, a 8 anni di differenza i risultati sperati non sono giunti perché dopo pochi anni la produzione di insulina è tornata a calare. Le cellule staminali potrebbero permettere di trapiantare solo le cellule che generano l'insulina (cellule beta). Per questo negli ultimi anni sono in studio cellule del fegato, cellule del midollo osseo e cellule embrionali, per creare cellule beta da trapiantare.
Lesioni spinali: Anche per quanto riguarda le lesioni spinali sono in studio cellule staminali che permettano il rigenero delle parti di midollo spinale (il midollo osseo della colonna vertebrale) andate distrutte in seguito a un trauma.
Parte seconda: aspetti filosofici
La bioetica è una disciplina strettamente legata alla ricerca biologica, e in particolare alla ricerca sulle cellule staminali embrionali.
Nella seguente parte di tesina darò prima un introduzione generale alla bioetica, poi farò una breve esposizione delle principali teorie bioetiche e infine parlerò delle questioni bioetiche legate alle cellule staminali.
4.
La bioetica è una disciplina nuova che è nata nella seconda metà del Novecento
in seguito alle nuove scoperte in campo biologico. La bioetica può essere
considerata una parte dell'etica applicata che è stata creata con l'affacciarsi
di nuovi problemi etici. Il termine bioetica è stato coniato dall'oncologo statunitense
Van Rensselaer Potter, nel 1971, con la pubblicazione del volume "Bioethics. A
bridge to the future" (Bioetica. Un ponte verso il futuro). Nello stesso anno,
sempre in America nasce il Kennedy Institute (Joseph and Rose Kennedy Institute
for the Study of Human Reproduction and Bioethics), il primo istituto di
ricerca bioetica. Questo istituto nel
La bioetica è caratterizzata da una forte interdisciplinarità, in essa confluiscono una pluralità di saperi diversi che fanno parte delle culture "umanistica" e "scientifica": biologia, medicina, psicologia, diritto, filosofia, teologia.
La ricerca sulle cellule staminali è strettamente legata alla bioetica, in quanto, molto spesso gli scienziati si trovano ad operare su embrioni che, secondo alcune teorie, sono considerati a tutti gli effetti vita umana, degna di essere protetta. Inoltre, dalla ricerca sulle cellule staminali può dipendere la salute di molti individui e quindi è necessario interrogarsi su quali siano le scelte migliori da fare nel corso della ricerca, non solo dal punto di vista strettamente scientifico ma anche da quello etico.
4.1 DUE ETICHE ALTERNATIVE
Le discussioni sulla bioetica sono molte e molto variegate, riguardo ad ogni argomenti ci sono posizioni diverse e talvolta contrapposte. Tra questo "mare" di posizioni diverse si possono rintracciare due atteggiamenti di fondo:
l "l'etica della sacralità della vita" che considera la vita umana un bene assoluto, inviolabile e intoccabile, che va difeso incondizionatamente. Questo tipo di etica pone la vita umana al di sopra dell'autonomia del volere dei soggetti e solitamente il principio della sacralità della vita è giustificato sulla base di una dottrina religiosa.
l "L'etica della qualità della vita" che non si richiama a un valore assoluto (come la sacralità della vita), ma che si fonda sulla ragione umana. Quindi questo tipo di etica fa riferimento a criteri di utilità (cosa è più utile al genere umano), o di qualità (cosa è migliore per la vita dell'uomo) che la ragione stessa deve determinare.
Queste due visioni
portano spesso a soluzioni contrapposte di problemi di bioetica e arrivano ad
influenzare anche le scelte dei governi dei singoli stati sulla promulgazione
di leggi che riguardano la ricerca scientifica. Ad esempio, in Italia, dove
4.2 ETICA DELLA SACRALITA' DELLA VITA
L'etiche della "sacralità della vita" è professata per lo più dagli studiosi cattolici, o di altre religioni. Per la religione cristiana, l'uomo è persona e riceve l'esistenza come "dono" da Dio. La vita quindi non può essere violata perché questo vorrebbe dire andare contro il dono più grande che Dio stesso ci ha fatto. L'etica è sacra in ogni sua forma e sacro è anche il corpo in tutte le sue funzioni vitali.
Per l'etica cristiana l'uomo corrisponde al volere divino e ogni suo organo è stato creato con un determinato fine voluto dal Creatore. Per questo ogni parte del corpo ha uno stretto finalismo che non può, per nessun motivo essere violato dall'uomo. Tutte le operazioni, che l'uomo può fare, che violano il volere di Dio sono eticamente inaccettabili perché violano la sacralità della vita. I medici possono solo intervenire se un organo o una funzione si "ammala" per ristabilire l'"ordine naturale". La libertà umana non può travalicare i limiti fissati da Dio, quindi, in questa prospettiva la bioetica è intesa come "frontiera etica", cioè come riflessione sui "limiti" da imporre alla scienza e alla tecnologia.
Secondo questo tipo di etica non sono permessi:
4.3. ETICA DELLA QUALITA' DELLA VITA
Le etiche della qualità della vita hanno molte più sfaccettature rispetto a quelle della sacralità della vita. Esse non partono da nessun dogma morale, ma sono volte ad analizzare, caso per caso, per mezzo della ragione, cosa sia meglio fare. Secondo questo tipo di etica i valori morali possono ammettere tutti un'eccezione, non esistono quindi valori assoluti indipendenti dalla volontà umana. Quindi le norme etiche sono valide ed efficaci solo se assicurano un livello soddisfacente di qualità della vita. I valori dell'etica della qualità della vita sono sempre frutto di una determinata epoca storica e di una determinata cultura. Questo tipo di etica ammette un pluralismo etico, anzi, lo incoraggia per permettere, attraverso il dialogo di giungere alla soluzione migliore, o per lo meno, alla soluzione considerata tale dalla maggior parte delle persone.
5. QUESTIONI BIOETICHE CIRCA
Tra i temi più discussi dalla bioetica, negli ultimi dieci anni circa, si trova quello sulla ricerca sulle cellule staminali. Ci sono controversie non solo per quanto riguarda l'uso degli embrioni e delle staminali embrionali, ma anche per quanto riguarda l'uso delle staminali fetali e di quelle adulte.
Staminali embrionali
Il punto su cui si registra il disaccordo più radicale è quello della liceità del prelievo di cellule da embrioni umani. La questione cruciale è questa: è moralmente lecito distruggere un embrione umano seppur a scopo benefico? Secondo il bioeticista Demetrio Neri ci sono due modi di affrontare questo problema:
Lo scontro tra i favorevoli e i contrari alla sperimentazione su embrioni non si riduce a uno scontro tra etiche laiche e religiose, anzi, esistono posizioni religiose a favore, e posizioni laiche contrarie. Secondo un rapporto della NBAC (la commissione americana per la bioetica), che ha intervistato alcuni rappresentanti e studiosi di diverse religioni, emergono le seguenti posizioni:
Attualmente ci sono una gran quantità di embrioni congelati, conservati nell'azoto liquido, (crioconservazione) che sono stati creati per le tecniche della fecondazione assistita, ora in attesa di essere impiantati in utero. Il loro numero è molto elevato ed è impossibile che tutti questi embrioni trovino una madre disposta ad "adottarli". Inoltre le pratiche di fecondazione assistita continuano e, nella maggior parte dei casi, vengono creati nuovi embrioni (anche se in modo molto più controllato). Molti ricercatori chiedono di avere accesso agli embrioni crioconservati, che altrimenti sono destinati a deperire sempre più e ad essere eliminati. La risposta però dipende dal dibattito etico sull'embrione che ho esposto in precedenza, però è molto importante. Infatti secondo il ricercatore Angelo Vescovi, gli embrioni congelati, che ammonterebbero a circa 300 000, basterebbero per creare un numero sufficiente di linee cellulari per sostenere la ricerca nei prossimi 100 anni e per, in un futuro, creare tessuti compatibili con tutti gli uomini.
Staminali adulte
Per quanto riguarda
le staminali adulte non ci sono discussioni etiche riguardo alla liceità della
ricerca. Nessuno mette in discussione la legittimità della ricerca su staminali
provenienti dai tessuti di persone già sviluppate, vive o morte che siano. Ci
sono invece alcune discussioni riguardanti la quantità di fondi da destinare a
questa ricerca, nei confronti delle altre. Ad esempio,
Staminali fetali
Un altro campo di
ricerca discusso è quello sulle staminali provenienti da feti abortiti. Se i
feti sono abortiti spontaneamente, non ci sono problemi etici, in quanto si
lavora su cadaveri morti per cause naturali. Spesso però i feti abortiti
spontaneamente sono malformati o presentano problemi genetici. Il dibattito è
circa la legittimità dello studio su feti provenienti da aborto procurato. Questo
problema è quindi legato alla liceità dell'aborto, che in molti paesi è
legalizzato. Secondo
5.1. COMITATI E COMMISSIONI PER
5.2. IL DIBATTITO BIOETICO E LE LEGGI SULLA RICERCA NEL MONDO
La bioetica è nata
negli Stati Uniti nel 1971, con la definizione dell'oncologo Potter, e con il
Kennedy Institute, come già ricordato nell'introduzione. Da quel momento sono
nate in varie parti del mondo commissioni per
Con la nascita di nuovi campi di ricerca biomedica è nato un grande dibattito bioetico anche in Europa. In Spagna, dove c'è una legge sulla procreazione assistita sin dal 1988, le coppie possono decidere se donare alla ricerca gli embrioni sovrannumerati. La ricerca sugli embrioni è legale in Finlandia, Olanda, Danimarca e Svezia mentre non lo è in Irlanda, Austria e Germania.
In Inghilterra, dove nel 1978 è nato il primo essere umano concepito in provetta, nel 1982 il governo istituì una commissione di studio sulla bioetica che due anni dopo stilò un rapporto nel quale veniva considerata lecita la ricerca sugli embrioni. Nel 1990 il governo approvò una legge che legalizzava la ricerca. Nel 2000 il governò ha istituito un'ulteriore commissione (Commissione Donaldson) per esaminare il tema della clonazione terapeutica. Il responso fu positivo anche questa volta e il governo approvò una legge che legittimava anche questo tipo di ricerca.
In ambito europeo
nel 1997 è stata stilata
All'interno dell'UE, la commissione europea nell'ultimo "programma-quadro" (una specie di finanziaria dell'UE) ha destinato alcuni fondi alla ricerca sugli embrioni. Questo però è stato un punto oggetto di moratorie e solo recentemente alcuni fondi si sono resi accessibili.
Nel resto del mondo la ricerca sugli embrioni è consentita in Giappone, in Corea del sud, in Cina, nello stato di Israele in Argentina e in Australia.
5.2. IL DIBATTITO BIOETICO E LE LEGGI SULLA RICERCA IN ITALIA
In Italia il dibattito sulle staminali si è sviluppato a partire dal 1999, quando l'opinione pubblica ha iniziato a conoscere la questione. Nell'aprile 2000 il Comitato nazionale per la bioetica (CNB) si è occupata del problema e dopo alcuni mesi ha redatto un documento (Parere del Comitato nazionale per la bioetica sull'impiego terapeutico delle cellule staminali) presentato poi alla stampa. Lo stesso anno, l'allora ministro della sanità Umberto Veronesi ha istituito una apposita commissione sulla ricerca staminali (la commissione Dulbecco) presieduta dal premio nobel Renato Dulbecco.
I due documenti
presentano molte analogie e qualche differenza. Riguardo ad alcune questioni
come la liceità del prelievo di cellule da feti abortiti hanno dato entrambi
risposta positiva, all'unanimità. Riguardo alla questione sulla liceità del
prelievo di cellule staminali dagli embrioni soprannumerati sono emerse
posizioni contrastanti all'interno di entrambe le commissioni. La maggioranza
dei componenti di tutte e due le commissioni è comunque favorevole alla
sperimentazione sugli embrioni. Purtroppo però queste relazioni sono state
ignorate dalla politica italiana: prima con la finanziaria per il 2001 che ha
stanziato fondi per la ricerca sulle staminali adulte ma non sulle embrionali;
poi con l'approvazione della Convenzione sui diritti umani e la biomedicina
ratificata nell'aprile
Il 13 e il 14
giugno
Per concludere questa parte sulla bioetica vorrei citare la conclusione che scrive Demetrio Neri (membro del Comitato nazionale per la bioetica) dopo una lunga disquisizione sulla bioetica, nel suo libro "La bioetica in laboratorio".
Dalla ricostruzione del dibattito pubblico generato dalla ricerca sulle staminali e delle varie posizioni morali che vi si sono confrontate e scontrate è emerso un panorama molto diversificato, nel quale sono coinvolte questioni sulle quali la discussione dura da secoli e per secoli probabilmente durerà ancora. Sarebbe illusorio pensare che possa mai essere formulata una soluzione capace di sintetizzare, o conciliare vedute così differenti, alle quali tutte una società pluralistica e democratica deve tributare un eguale rispetto. Qualunque soluzione non sarà in grado di accontentare tutti e, d'altro canto, questo non può tradursi in paralisi decisionale. Autorizzare o meno l'uso di embrioni per scopi di ricerca non è la solita questione teorica intorno alla quale il dibattito accademico può andare avanti all'infinito senza che la vita reale ne venga minimamente turbata. È una questione che riguarda la vita di milioni di persone e sulla quale è necessario giungere a una soluzione operativa. Fin da quando si cominciò a discutere della liceità dell'aborto e poi, a partire dal 1978, della liceità di sperimentare su embrioni umani, le commissioni che in varie parti del mondo hanno affrontato il tema non si sono certo poste l'obiettivo di dirimere una controversia filosofica e religiosa. Più modestamente, l'obiettivo è stato quello di individuare, tra le varie soluzioni possibili, quella capace di raccogliere il consenso più ampio e che, per il metodo col quale è stata individuata, possa essere accettata anche da coloro che non la condividono: non la decisione più giusta, come si ricordava,, ma solo quella più condivisa, sempre modificabile e perfezionabile alla luce dei fatti e del prosieguo del dibattito. Questo obiettivo può essere raggiunto a due condizioni. La prima è che tutte le concezioni morali e religiose abbiano modo di manifestare nel pubblico dibattito le proprie opinioni, di avanzare proposte, e di confrontarsi con le proposte degli altri. La seconda è che tutti i partecipanti al dibattito siano animati da una sincera disponibilità ad ascoltare le ragioni degli altri e, almeno in linea di principio, ad evitare di presumere di essere gli unici depositari della verità. Questo non significa dover rinunciare alle proprie credenze morali e religiose. Significa soltanto accettare l'unico metodo per raggiungere le decisioni pubbliche in materie moralmente controverse che sia compatibile con le società laiche, democratiche e pluralistiche nelle quali viviamo. Non c'è alternativa a questo metodo: non, almeno, finché desideriamo vivere in società rispettose delle differenti visioni morali e religiose.
In questo testo è ribadita la necessità di ascoltare il maggior numero di opinioni diverse per cercare un punto di accordo tra le diverse opinioni. Questo dimostra quanto la bioetica interessi tutti e non sia una materia adatta soltanto agli addetti ai lavori.
Parte terza: articolo scientifico in lingua inglese.
Nel corso dell'anno scolastico abbiamo più volte analizzato articoli di giornale in lingua inglese. I temi trattati sono stati di vario genere e anche i giornali utilizzati erano diversi tra loro.
L'8 gennaio del 2007 è uscito sulla rivista scientifica Nature Biotechnology la notizia di una nuova scoperta in merito alla ricerca sulle staminali: il ritrovamento di cellule staminali simili a quelle embrionali nel liquido amniotico. Ho voluto riprendere questa notizia in lingua inglese dal sito della BBC (la tv di stato Inglese), che si riferisce all'articolo uscito su Nature Biotechnology, firmato anche dall'italiano Paolo de Coppi.
6. ARTICOLO
'New stem cell source' discovered
Researchers successfully extracted the cells from the fluid that fills the womb in pregnancy and then grew them in lab experiments.
The types of stem cell with potentially the most use have so far been derived from specially grown human embryos.
But this has created ethical concerns because the embryos are destroyed in the process.
Opponents say this is tantamount to cannibalism.
Supporters say stem cells offer real hope in treating illnesses like diabetes, Parkinson's and Alzheimer's.
Implanted in mice
Writing in Nature Biotechnology, the scientists said it should be possible to harness the cells' ability to grow into different tissue to treat disease.
|
It
shouldn't be seen as a race between embryonic stem cells and other sources |
However,
They said gathering amniotic fluid from large numbers of women might be difficult.
Amniotic fluid contains a large number of cells, many of which come from the developing foetus.
The team from Wake Forest
University School of Medicine, in
They found that they had the potential to turn into a wide variety of different cells - the hallmark of potentially useful stem cells.
They then transplanted them into mice, and carried out further tests to look at how they performed in a living creature.
Again, the results were encouraging, with the stem cells spreading and starting to produce key body chemicals in both brain and liver.
Bone stem cells introduced onto an artificial 'scaffold' then implanted into mice also appeared to behave in a similar way to normal bone cells, forming bone even months later.
Great interest
The conclusion of the researchers was that the amniotic cells were 'pluripotent' - capable of becoming many different cell types, and that they held the potential for treatment - particularly on the child from whose mother they were taken, for whom they are an exact tissue match.
Dr Paolo De Coppi, now of
He said: 'Our research suggests that for some clinical applications they may work better than embryonic stem cells.
'For example, embryonic stem cells injected into muscle can form teratomas - amniotic stem cells do not do this.
'However, the range of applications for these stem cells may be more narrow than for embryonic stem cells.'
Dr De Coppi it might be possible to take amniotic stem cells from a child diagnosed before birth with a problem, and use them to grow new tissue in the laboratory, which would be ready to use to treat the child when it was born.
In theory, it might also be possible to genetically modify a foetus' own stem cells and inject them back into the amnioitc fluid to correct gene disorders.
Possible limitations
Professor Colin McGuckin,
from
He welcomed the report, saying that it was 'thorough' and demonstrated the potential of amniotic stem cells.
'The best thing is to have a variety of stem cell sources to provide the best stem cell for patients. Unless researchers do work to demonstrate there are alternatives to embryonic stem cells, the wider public won't understand that.
'It shouldn't be seen as a race between embryonic stem cells and other sources.'
However, he said that harvesting amniotic fluid presented particular difficulties in many cases.
'If it is a natural birth, the waters break and they are all over the floor, and you've lost them. In this country, the majority of women give birth naturally, which means that fluid could not be collected.
'You could conceivably gather amniotic fluid during a caesarean section, but that process could interfere with the experience of giving birth.'
Story from
BBC NEWS:
https://news.bbc.co.uk/go/pr/fr/-/2/hi/health/6231099.stm
Published: 2007/01/08 08:58:41 GMT
© BBC MMVII
FAQ: Fluid option
What is amniotic fluid?
The liquid that envelops a developing baby - it allows movement of the foetus while protecting it from injury. It contains a small amount of nutrients and cell material.
Is extracting the fluid safe?
Amniocentesis involves inserting a needle to extract amniotic fluid, usually to test for genetic abnormalities in the baby. It is straightforward but complications can arise if pathogens are introduced by the needle or the wound does not heal properly.
How can the cells be used?
If they prove useful the stem cells could be stored in a cell bank and cloned indefinitely for research or to provide therapies such as growing tissue that is genetically matched to damaged tissue in a patient.
(ultima parte di un articolo uscito su "The Guardian" il giorno 01/08/2007)
https://www.guardian.co.uk/genes/article/0,,1985077,00.html#article_continue
7. RIASSUNTO
The first part the article announces that on 08th
January
The team extracted these cells from fluid samples taken as part of diagnostic tests during pregnancy. Then they encouraged them to grow in the laboratory and they saw that the cells turn into a wide variety of different cells. Then they transplanted some derived cells into mice and they saw that they are included by the body.
The conclusion of the study was that amniotic cells are "pluripotent", and Dr Paolo de Coppi, one of the researchers, said that these cells were similar, but not identical to, embryonic stem cells. He said that on one hand they are better, because if they are injected into a living creature, there is less possibility that they form teratomas. On the other hand they are worse because the range of applications may be more narrow.
The last part of the article mentions possible limitations of this research. This kind of study shouldn't be seen in contrast with the results of the research on embryonic stem cells as many scientists affirm. In fact they are different and one research doesn't exclude the implications deriving from the other. Finally there is the problem of harvesting amniotic fluid, that may comprise the possibilities of a foetus natural birth.
VOCABULARY
Sample = campione
Encourage = incoraggiare
Transplant =
Include = includere, inglobare
Inject = iniettare
Teratomas = Teratomi (un tipo di tumori)
Narrow = ristretto
Range of applications = campo di applicazione
To harvest = raccogliere
BIBLIOGRAFIA
Appunti su: la scoperta del rinnovo delle cellule, |
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