Coltura di cellule staminali

Tipi e caratteristiche delle cellule staminali

1. Le cellule staminali hanno capacità di autorinnovamento illimitate<
2. Le cellule staminali sono cellule non differenziate con funzioni non specializzate
3. Le cellule staminali possono differenziarsi in tipi cellulari specifici nelle giuste condizioni. Le cellule staminali sono ampiamente caratterizzate in cellule staminali multipotenti o pluripotenti.

Le cellule staminali multipotenti comprendono le cellule staminali adulte in grado di auto-rinnovarsi o di differenziarsi in tipi di cellule specializzate, specifiche di un tessuto. Ne sono un esempio le cellule staminali ematopoietiche (HSC) che si differenziano in varie cellule del sangue; le cellule staminali mesenchimali (MSC) che si differenziano in osteoblasti, miociti, condrociti e adipociti; e le cellule staminali neurali (NSC) che si differenziano in neuroni, astrociti e oligodendrociti.

Le cellule staminali pluripotenti possono differenziarsi in qualsiasi linea cellulare. Sono classificate in base al tessuto di origine in cellule staminali embrionali (ESC), cellule staminali perinatali e cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC). Le CSE derivano da embrioni e possono dividersi indefinitamente in una coltura di cellule staminali in vivo. Le cellule staminali perinatali derivano dal sangue o dal tessuto ombelicale o placentare e sono le cellule staminali pluripotenti più utilizzate. Il prelievo del sangue del cordone ombelicale alla nascita è sempre più accettato come opzione per il trattamento di disturbi complicati in età avanzata. Le iPSC sono cellule adulte che vengono riprogrammate, o indotte a comportarsi come le CSE. Il vantaggio significativo dell'uso delle iPSC per applicazioni mediche è la riduzione della possibilità di rigetto del trapianto, poiché le cellule derivano dai tessuti del paziente stesso.

Applicazioni della ricerca sulle cellule staminali

Le cellule staminali occupano un'area attiva e in crescita della scienza di base e della ricerca clinica grazie alla loro capacità di auto-rinnovarsi e differenziarsi in tipi di cellule mature. Le attuali applicazioni cliniche delle cellule staminali includono trattamenti per malattie neurologiche e cardiovascolari, disturbi autoimmuni, cancro, guarigione delle ferite, modellazione di malattie e screening di farmaci. Le tecnologie di editing genico recentemente scoperte, come la CRISPR, possono far progredire la ricerca sulle cellule staminali e offrire un'enorme promessa nel trattamento di disturbi difficili.

Fondamenti di coltura delle cellule staminali

Le cellule staminali richiedono mezzi di coltura specializzati e di alta qualità e tecniche di coltura esperte per la propagazione in laboratorio. Condizioni di coltura delle cellule staminali non ottimali possono facilmente portare a una differenziazione indesiderata delle cellule staminali o alla senescenza cellulare. La differenziazione delle cellule staminali è innescata da vari fattori in vivo, alcuni dei quali possono essere replicati in colture di cellule staminali in vitro. Alcune linee di cellule staminali sono immortali e possono essere coltivate all'infinito, quindi è fondamentale selezionare il tipo di cellula staminale giusto per la propria applicazione di ricerca.

I recenti progressi nel campo delle cellule staminali sono dovuti all'avvento della tecnologia di editing del genoma CRISPR e delle tecniche di coltura cellulare 3D. Protocolli avanzati, come quelli che generano organoidi da iPSC, hanno fornito agli scienziati modelli di "malattia nel piatto" più predittivi in vitro.