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domenica 10 dicembre 2017
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Leggi i contenuti che seguono ed approfondirai la tua conoscenza sulle cellule staminali
In questa sezione troverai dettagliati approfondimenti scientifici sulle cellule staminali da cordone ombelicale; in particolare, nei contenuti che proporremo verrà dato risalto agli aspetti clinici e sperimentali. Ti invitiamo a rimanere sempre aggiornato sulle novità dal mondo delle cellule staminali consultando periodicamente questa pagina o sottoscrivendo gratuitamente il feed rss che potrai anche includere nel tuo sito web.
Approfondimenti

Cellule staminali mesenchimali da cordone ombelicale, i possibili utilizzi

La popolazione di cellule staminali del cordone ombelicale consta di diversi sottotipi cellulari: (i) cellule staminali cordonali simil-embrionali, capaci di differenziare verso tessuti endodermici (ad esempio polmone), mesodermici (come il cuore) ed ectodermici (ad esempio il sistema nervoso); (ii) cellule staminali cordonali mesenchimali, in grado di originare tessuto cartilagineo, adiposo, osseo, cellule nervose e mesoderma viscerale; (iii) cellule staminali cordonali ematopoietiche, capaci di specializzarsi in cellule del midollo osseo e del sangue; (iv) cellule staminali cordonali endoteliali, in grado di formare vasi sanguigni (1). Le cellule staminali mesenchimali (CB-MSCs) sono cellule multipotenti a struttura fibroblastoide dotate di una elevata capacità di autorinnovarsi con un alto potenziale di proliferazione e di differenziazione. In vitro possono essere sottoposte a numerosi cicli replicativi e sono in grado sia di originare colonie CFU-F sia di aderire alle superfici plastiche (2). La caratterizzazione dell’immunofenotipo delle CB-MSCs ha permesso di identificarne (i) la positività verso markers superficiali quali: CD105, CD73, CD106, CD54, CD44, CD90, CD29, STRO-1e (ii) la negatività per i markers CD14, CD34, CD45.

La popolazione di cellule staminali del cordone ombelicale consta di diversi sottotipi cellulari: (i) cellule staminali cordonali simil-embrionali, capaci di differenziare verso tessuti endodermici (ad esempio polmone), mesodermici (come il cuore) ed ectodermici (ad esempio il sistema nervoso); (ii) cellule staminali cordonali mesenchimali, in grado di originare tessuto cartilagineo, adiposo, osseo, cellule nervose e mesoderma viscerale; (iii) cellule staminali cordonali ematopoietiche, capaci di specializzarsi in cellule del midollo osseo e del sangue; (iv) cellule staminali cordonali endoteliali, in grado di formare vasi sanguigni (1). Le cellule staminali mesenchimali (CB-MSCs) sono cellule multipotenti a struttura fibroblastoide dotate di una elevata capacità di autorinnovarsi con un alto potenziale di proliferazione e di differenziazione. In vitro possono essere sottoposte a numerosi cicli replicativi e sono in grado sia di originare colonie CFU-F sia di aderire alle superfici plastiche (2). La caratterizzazione dell’immunofenotipo delle CB-MSCs ha permesso di identificarne (i) la positività verso markers superficiali quali: CD105, CD73, CD106, CD54, CD44, CD90, CD29, STRO-1e (ii) la negatività per i markers CD14, CD34, CD45. In aggiunta le CB-MSCs esprimono importanti molecole e fattori di trascrizione quali SMA vimentin, nestin, desmin, Ki-67, Oct-4, NANOG, SSEA-4 (3). In modelli preclinici, è stata valutata la capacità delle CB-MSCs di dare origine a cellule producenti insulina  (IPCs). Uno studio condotto da  Gao et al., ha dimostrato che CB-MSCs, quando coltivate in un medium contenente alte concentrazioni di glucosio, nicotinamide, acido retinoico, exendina-4 e fattore di crescita epidermico, differenziano verso IPCs in grado sia di esprimere markers tipicamente pancreatici (come PDX-1, Pax- 4, Glut-2 and Ngn-3), sia di produrre de novo  insulina (4). IPCs derivanti da CB-MSCs trapiantate sotto la capsula renale in un modello murino, hanno dato luogo ad un aumento dei livelli serici di insulina, senza tuttavia migliorare il controllo glicometabolico (5). La capacità delle CB-MSCs di differenziare in tessuto osseo è stata indagata in un studi sperimentali al fine di sviluppare nuovi protocolli terapeutici in ambito ortopedico. Infine l’attività immunomodulatoria esercitata dalle CB-MSCs rappresenta un potenziale strumento nel controllo della “malattia del trapianto contro l’ospite” (GVHD) (6). Per questo motivo la capacità delle CB-MSCs di prevenire e trattare la GVHD è stata studiata in topi NOD/SCID i quali, dopo essere stati sottoposti ad infusione di cellule mononucleate umane da sangue periferico, hanno esibito segni di GVHD, come ad esempio una massiccia presenza di linfociti T umani nei linfonodi, nel fegato e nei polmoni (7). La somministrazione multipla e sistemica di CB-MSCs nei topi NOD/SCID ha ridotto significativamente la  proliferazione delle cellule T umane ed il danno ai tessuti, migliorando, di conseguenza, il tasso di sopravvivenza degli animali trattati. Al contrario, nessun effetto terapeutico è stato rilevato a seguito di infusione di CB-MSCs alla comparsa di GVHD. Ne consegue quindi che l’utilizzo clinico di CB-MSCS rappresenta quindi un trattamento profilattico nella prevenzione della GVHD (7).

Per quanto riguarda le applicazioni cliniche delle CB-MSCs, attualmente sono in corso diversi trials nei quali tali cellule vengono proposte come possibile strumento di cura nell’ambito di patologie di diversa origine. Tali trials sono riassunti nella seguente tabella (Tabella 1). 



Infine è importante menzionare che attualmente sono in corso diversi trials clinici in cui viene proposto l’utilizzo di Prochymal®, (una formulazione commerciale, prodotta da Osiris, composta da cellule mesenchimali midollari raccolte da donatori volontari sani), nella cura del morbo di Chron, patologie polmonari (ad esempio bronchite cronica) ed infarto miocardico. In virtù della similarità nella capacità differenziativa che intercorre tra staminali mesenchimali midollari e midollari, ma anche delle migliori capacità immunomodulatorie ed immunosoppressive (6) (affiancate dalla concomitante presenza nel sangue cordonale di cellule T regolatorie) delle CB-MSCs, risulta essere plausibile l’applicazione delle CB-MSCs stesse laddove è stato utilizzato Prochymal®.

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Bibliografia

1. Francese R, Fiorina P: Immunological and regenerative properties of cord blood stem cells. Clinical Immunology In Press, Corrected Proof, 2010

2. Francese R, Fiorina P: Immunological and regenerative properties of cord blood stem cells. Clin Immunol 136:309-322, 2010

3. Jurga M, Lipkowski AW, Lukomska B, Buzanska L, Kurzepa K, Sobanski T, Habich A, Coecke S, Gajkowska B, Domanska-Janik K: Generation of Functional Neural Artificial Tissue from Human Umbilical Cord Blood Stem Cells. Tissue Eng Part A, 2009

4. Gao F, Wu DQ, Hu YH, Jin GX, Li GD, Sun TW, Li FJ: In vitro cultivation of islet-like cell clusters from human umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cells. Transl Res 151:293-302, 2008

5. Hu YH, Wu DQ, Gao F, Li GD, Yao L, Zhang XC: A secretory function of human insulin-producing cells in vivo. Hepatobiliary Pancreat Dis Int 8:255-260, 2009

6. Kim YJ, Broxmeyer HE: Immune regulatory cells in umbilical cord blood and their potential roles in transplantation tolerance. Crit Rev Oncol Hematol

7. Tisato V, Naresh K, Girdlestone J, Navarrete C, Dazzi F: Mesenchymal stem cells of cord blood origin are effective at preventing but not treating graft-versus-host disease. Leukemia 21:1992-1999, 2007
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