Cellula mesenchimale
Che cosa sono le cellule mesenchimali?
La cellula mesenchimale è un particolare tipo di cellula staminale pluripotente, adulta ed immatura, che ha origine dal mesoderma, cioè il foglietto embrionale da cui derivano i tessuti connettivi, il tessuto muscolare, i vasi sanguigni e il sistema linfatico.
Oltre alle caratteristiche tipiche delle cellule staminali pluripotenti, le cellule mesenchimali esibiscono una grane varietà di attività biologiche che le rendono molto interessanti ai fini terapeutici.
Dall'altro lato della medaglia, però, pongono degli interrogativi sulla loro sicurezza, che deve essere attentamente valutata in sede di predisposizione di una terapia che le veda protagoniste.
Cellule staminali e cellule mesenchimali
Una cellula staminale è una cellula potenzialmente in grado di trasformarsi in cellule mature di diversa tipologia.
In generale, una cellula staminale possiede la capacità di dirigersi in due differenti direzioni: il self-renewal o la differenziazione.
La differenziazione è quel processo che porta la cellula ad assumere le caratteristiche citologiche e funzionali tipiche di un particolare tipo cellulare, mentre il self-renewal, o replicazione, è la capacità di proliferare dando origine ad altre cellule staminali. Questa caratteristica è fondamentale per fare in modo che la popolazione totale di cellule staminali non diminuisca nel tempo.
Le cellule mesenchimali hanno la possibilità di proliferare come staminali o differenziarsi nelle cellule dei tessuti mesenchimali.
Le cellule staminali non sono tutte uguali. Quelle totipotenti, tipiche dell'embrione, possono dare origine a qualunque tipo di tessuto.
Le cellule mesenchimali (meglio definite come MSC= Mesenchimal Staminal Cell) sono del tipo pluripotente: possono cioè differenziarsi in molti tipi cellulari ma non in tutti.
L'International Society for Cellular Therapy definisce le cellule staminali mesenchimali come quelle in grado di differenziarsi in osteociti, condrociti o adipociti.
Secondo alcuni autori, le cellule mesenchimali non andrebbero identificate con le cellule staminali ma definite più propriamente "cellule stromali multipotenti". Questo perché, all'interno della popolazione di queste cellule, esiste una importante variabilità, con cellule più inclini alla differenziazione e altre più inclini alla proliferazione.
Si sa che almeno una parte delle cellule mesenchimali derivi dai periciti, cellule contrattili presenti sulla parete dei vasi sanguigni.
Ad ogni modo, non tutti i periciti si differenziano in cellule mesenchimali e non è noto se altri tipi di precursori possano dare origine a queste cellule multipotenti.
L'aspetto delle cellule mesenchimali ricorda molto da vicino quello dei fibroblasti e possono essere prelevate da molti tessuti. Tra i tessuti dove è possibile ritrovare le cellule mesenchimali vi sono il midollo osseo e tutti i tessuti di origine mesenchimale. Il prelievo per fini terapeutici, però, è generalmente operato a livello del tessuto adiposo.
Le cellule mesenchimali sono staminali pluripotenti, presenti in tutti i tessuti mesodermici, in grado di differenziarsi in adipociti, condrociti e osteociti.
Proprietà terapeutiche delle cellule mesenchimali
L'attenzione della comunità scientifica verso le cellule mesenchimali deriva dall'evidenza di una grande varietà di possibili applicazioni mediche. Tale versatilità è funzione delle numerose capacità di questa popolazione cellulare, tre cui:
- rigenerazione e riparazione dei tessuti danneggiati;
- immuno-modulazione;
- proprietà anti-infiammatorie;
- proprietà anti-apoptotiche;
- angiogenesi;
- effetti antimicrobici.
La capacità di favorire la rigenerazione dei tessuti danneggiati delle cellule mesenchimali deriva dalla combinazione di più caratteristiche.
Innanzitutto, le cellule mesenchimali hanno una importante capacità di riconoscere la sede del danno, dirigersi verso di essa e penetrare nei tessuti danneggiati. Questa caratteristica, detta "homing", dipende dalla capacità di chemiotassi, cioè di seguire un gradiente chimico.
I tessuti infiammati, in seguito ad una lesione o infezione, producono sostanze come IGF, EGF o VEGF, che vengono percepiti dalle MSC e utilizzati come "pista" per raggiungere la sede dell'infiammazione. Lì, aderiscono ai tessuti danneggiati attraverso l'interazione con integrine e selettine e si infiltrano all'interno del tessuto danneggiato grazie a enzimi specifici, tra cui MMP e TIMP.
All'interno dei tessuti infiammati, le cellule staminali mesenchimali sono in grado di differenziarsi e partecipare alla rigenerazione del danno ma ancor di più riescono a stimolare la capacità autorigenerativa dei tessuti stessi.
Le MSC, infatti, sono in grado di secernere sostanze ad azione paracrina che inducono la proliferazione e la differenziazione delle cellule staminali localmente presenti, impediscono l'apoptosi, cioè la morte cellulare programmata, preservando l'integrità delle cellule dei tessuti infiammati, riducono l'infiammazione perché sopprimono la risposta immunitaria (in particolare l'azione dei linfociti B e T).
Nei vasi sanguigni, possono stimolare l'angiogenesi, cioè la nascita di altro tessuto vascolare, attraverso il rilascio di citochine che stimolano l'endotelio a produrre altro tessuto.
Tra le capacità delle cellule mesenchimali si evidenziano anche effetti antibatterici, grazie alla produzione di molecole come LL-37 o LIPOCALINA-2, che sono in grado di distruggere la membrana cellulare dei batteri.
Terapie che utilizzano le cellule mesenchimali
Le cellule mesenchimali oggi sono usate soprattutto per contrastare malattie degenerative come l'artrosi. Inoculate nelle articolazioni dei soggetti malati, vanno a contrastare l'infiammazione, limitare la degradazione delle cartilagini e stimolare la produzione di nuovi condroblasti.
Le cellule mesenchimali che vengono inoculate, in un processo che in effetti è un vero e proprio trapianto, sono prelevate dal tessuto adiposo e successivamente inoculate.
In relazione alle evidenti virtù di queste cellule, vengono prese in considerazione anche per il trattamento di altre patologie, anche se la comunità scientifica è attenta nell'evidenziare anche i potenziali rischi di questi trattamenti.
La principale applicazione terapeutica delle cellule mesenchimali è legata al trapianto per la cura dell'artrosi e delle malattie degenerative delle articolazioni.
I rischi delle terapie con le cellule mesenchimali
In linea generale, considerando le caratteristiche delle cellule mesenchimali, il loro impiego in medicina può essere correlato all'insorgere di varie controindicazioni, anche gravi. Il rischio principale è legato alla possibile stimolazione di cellule tumorali.
I fattori che favoriscono la proliferazione cellulare e bloccano l'apoptosi, tanto utili nella rigenerazione dei tessuti danneggiati, possono essere un arma a doppio taglio in soggetti in cui siano presenti cellule tumorali non identificate.
Queste, infatti, sotto lo stimolo dei composti secreti dalle MSC, potrebbero velocizzare la propria proliferazione.
Un altro possibile rischio è correlato all'insorgenza di infezioni secondarie, dovute all'indebolimento delle difese immunitarie.
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