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Sabato 7 maggio 2011 è stata istituita a Mandas la sezione comunale dell'A.D.M.O.

Il Consiglio Direttivo dell'A.D.M.O.  era rappresentato dal Prof. L. Contu, dalla Sig.ra A. Fulgheri, e dalla Sig.ra A. Urru.

 Hanno partecipato all'evento,  aperto da una conferenza del Prof. Licinio Contu su 'Donazione e uso delle CSE', autorità politiche, religiose e sanitarie del Comune.

 
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Le Cellule Staminali Emopoietiche

Tutte le cellule prodotte nel midollo osseo e immesse nel sangue periferico hanno origine da particolari cellule progenitrici denominate, per la loro funzione, cellule staminali emopoietiche (CSE).

Queste cellule, dopo la nascita, hanno sede definitiva nel midollo osseo, dove si riproducono continuamente e si differenziano nelle diverse serie di cellule del sangue e del sistema immunitario. Sono cellule staminali adulte multipotenti, che devono essere ben distinte dalle Cellule Staminali Embrionali (ESC). Queste originano, per successive divisioni, dall’ovocita fecondato. Nei primi giorni della vita embrionale ognuna di esse è capace di dare origine a qualunque tipo di cellula dell’organismo. Sono dette perciò cellule staminali totipotenti. A partire dal 3° giorno della vita embrionale (morula di 8 cellule), queste cellule cominciano ad orientarsi verso una differenziazione
e tendono, in numero crescente, a ridurre la loro totipotenza. Divengono così cellule staminali embrionali pluripotenti. Ognuna di esse è capace di dare origine a un gran numero di linee cellulari diverse, ma non a tutte (Fig.1a). Per maggiori dettagli vedi riquadro 1.
Le cellule staminali adulte, che originano da quelle embrionali, hanno un potenziale differenziativo molto più ristretto e, in generale, limitato a poche serie di cellule tessuto-specifiche. Hanno il compito di sostituire continuamente le cellule mature di un dato tessuto che esauriscono il loro ciclo vitale. Così le cellule staminali nervose riproducono i neuroni, gli astrociti e gli oligodendrociti; le cellule staminali del limbo corneale rinnovano continuamente le cellule corneali; e così tutti gli altri tessuti del nostro organismo vengono ricostruiti giorno per giorno grazie all’attività di specifiche cellule staminali adulte che possono essere multipotenti, oligopotenti o monopotenti (Fig. 1b).
Le CSE compaiono intorno al 16° - 18° giorno della vita embrionale nel sacco vitellino. Sono cellule di origine mesodermica che, nel sacco vitellino, danno inizio alla produzione di cellule ematiche e del sistema vascolare, prima ancora che cominci l’organogenesi. Sono state perciò denominate anche Emangioblasti. In questa fase (fase extra-embrionale dell’emopoiesi), l’emopoiesi è intravascolare ed essenzialmente eritroide. Cioè, produce quasi esclusivamente globuli rossi. Questa fase dell’emopoiesi raggiunge l’acme alla 4a-5a settimana di vita e cessa alla 14a -15a settimana (Fig.2).
A partire dalla 5a - 6a settimana le CSE si trasferiscono nel fegato, dove l’emopoiesi diviene extravascolare, e dal fegato cominciano a migrare verso la milza e il midollo osseo a partire dalla 10a settimana di vita. L’eritropoiesi comincia a comparire nel fegato dalla 6a settimana (fase epatica) e nella milza dalla 12a settimana (fase epatosplenica).

 

Fig.1a – Sviluppo dell’embrione e delle cellule staminali embrionali (ESC) dopo la fecondazione fino alla formazione della gastrula con gli strati germinativi. 1. MCI = Massa Cellulare Interna (Vedi riquadro)

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Fig.1b – Origine delle cellule staminali adulte dei vari tessuti dalle cellule staminali embrionali pluripotenti degli strati germinativi della gastrula. Le cellule staminali emopoietiche derivano dal mesoderma.
I cerchi colorati rappresentano tessuti con C.S. adulte già dimostrate.
I cerchi chiari rappresentano tessuti con C.S. adulte non ancora dimostrate con sicurezza.

                                                                   

Riquadro 1. Sviluppo dell’embrione e cellule staminali embrionali.
Con la fusione dei due pronuclei parentali (anfimissi) formatisi nell’ovocita dopo la penetrazione dello spermatozoo, e la costituzione dello zigote diploide, si conclude il processo della fecondazione e inizia la fase embrionale di un nuovo essere. I due pronuclei non si fondono però in uno zigote mononucleato. Essi hanno ancora il nucleolo e i cromosomi despiralizzati. Perciò, prima duplicano il DNA e iniziano la prima divisione mitotica separatamente. Poi perdono i rispettivi involucri nucleari e nucleoli. Quindi i cromosomi si condensano, si portano insieme nel fuso mitotico, e migrano nei primi due blastomeri che si formano per segmentazione dall’ovocita fecondato. Dalla fecondazione sono passate circa 30 ore. I due blastomeri sono le prime cellule staminali embrionali. Sono cellule staminali totipotenti perché ognuna di esse è potenzialmente capace di produrre tutti i tipi di cellule dell’organismo. Nella realtà però non è così . Uno solo dei due blastomeri svilupperà l’embrione: quello che si divide per primo. L’altro produrrà tessuti e strutture extra-embrionali. In effetti, i blastomeri dei mammiferi (incluso l’uomo), dopo la prima divisione, si dividono ogni 12-24 ore, ma non in maniera sincrona. Così, dallo stadio di 2 cellule (stadio 2) si passa allo stadio di 3 cellule (stadio 3), e da questo allo stadio 4, 5, e così via. In questo modo i blastomeri si diversificano, fin dal secondo giorno, per età, volume e posizione, e, col progredire delle divisioni cellulari, si avviano verso percorsi differenziativi diversi e tendono a perdere la totipotenza, divenendo cellule staminali
embrionali pluripotenti, cioè capaci di generare molti tipi di cellule dell’ organismo, ma non tutti.
Allo stadio 2, la corona radiata dell’ovocita si stacca e i blastomeri sono avvolti e tenuti insieme dalla sola zona pellucida. La proliferazione cellulare continua, l’embrione assume l’aspetto di una mora (da cui il nome di morula), ma il suo diametro (circa 100 µm) rimane pressoché costante. Fino allo stadio di 8 blastomeri, tutte le cellule conservano la totipotenza. Ma in questa fase ha inizio il fenomeno del compattamento dei blastomeri che si completa nella morula di 16 cellule ed esita successivamente nella formazione della blastocisti (maggiore 32 cellule), in cui le cellule sono in gran parte cellule staminali pluripotenti. I blastomeri che fino allo stadio 8 presentano tra loro degli spazi, entrano in stretto contatto l’uno con l’altro, annullando gli spazi inter-cellulari.
Tra i blastomeri periferici si sviluppano dei ponti proteici (gap junction proteins), costituiti principalmente da connexine, che li compattano fortemente tra loro, realizzando uno strato cellulare impermeabile all’interno della zona pellucida. I blastomeri interni vengono così isolati dall’ambiente esterno. Gli ioni Na+, pompati fuori dalle cellule, trasportano acqua che si fa spazio tra le cellule periferiche e quelle interne (meno compatte), formando delle fessure che si allargano e confluiscono in un’unica grande cavità detta blastocele.
I blastomeri interni sono sospinti verso un polo e formano la massa cellulare interna (MCI) o nodo embrionale. Come già sottolineato le cellule periferiche invece, allungate ed appiattite, formano il trofoblasto o trofoectoderma, e daranno origine agli annessi embrionali. L’embrione è così giunto allo stadio di blastocisti, e, nel suo viaggio lungo la tuba, raggiunge l’utero. La membrana pellucida, che fin qui ha protetto l’embrione, viene perduta. Può avvenire così l’annidamento della blastocisti nella mucosa della parete uterina, che si compie tra il 6° e il 9° giorno dopo la fecondazione. A partire dal 10° giorno, la blastocisti va incontro a una serie di complesse modifiche strutturali che esitano nella formazione, da una parte degli abbozzi della cavità amniotica, del sacco vitellino, del corion e dei villi coriali, della placenta embrionale e del cordone ombelicale, e dall’altra della gastrula con la differenziazione delle cellule degli strati germinativi (Ectoderma, Mesoderma, Endoderma, e Cellule germinali). Come mostra la fig. 1b da queste cellule, che sono tutte Cellule staminali embrionali pluripotenti, hanno origine tutte le cellule staminali adulte tessuto specifiche.

Il fegato è la sede principale dell’emopoiesi tra la 10a e la 27a settimana della vita fetale1 (v.fig.2). Ma l’emopoiesi epatica è quasi esclusivamente eritroide fino alla 15a settimana, poiché produce essenzialmente cellule della serie rossa (eritroblasti ed eritrociti o globuli rossi), con una piccola proporzione di cellule della serie piastrinica (megacarioblasti, megacariociti e piastrine). Tra la 10a e la 12a settimana si sviluppa nel fegato la mielopoiesi, cioè la produzione di leucociti o globuli bianchi del tipo mieloide (granulociti o polinucleati). Questa procede poi insieme all’eritropoiesi e si accompagna a una ulteriore migrazione di CSE verso il midollo osseo. La fase midollare dell’emopoiesi ha inizio a partire dalla 11a -12a settimana (v.fig 2). Dalla 18a settimana l’emopoiesi epatica comincia a decrescere e viene progressivamente sostituita dall’emopoiesi midollare che diviene prevalente dalla 28a settimana e quasi esclusiva dopo la 36a settimana di vita fetale. Alla nascita l’emopoiesi è di norma tutta midollare. Nel midollo osseo, come nel fegato e nella milza, l’emopoiesi è extravasale.

 

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 Fig.2 - Fasi successive dell’emopoiesi durante la vita embrionale e fetale, fino alla nascita

                                                                                      

Durante il periodo della colonizzazione epatica da parte delle CSE, non c’è significativa attività linfopoietica nel fegato fetale. Le poche cellule linfoidi rintracciabili nel fegato prima di 12-15 settimane sono immunologicamente inerti. Si tratta di progenitori di linfociti T che necessitano di un passaggio e di un adeguato processo di differenziazione e di maturazione nel timo per divenire linfociti T immunologicamente competenti. La migrazione dei progenitori T nel timo comincia già alla 12a settimana e si compie intorno alla 15a – 18a settimana di vita fetale. Il processo di differenziazione e di maturazione delle cellule T continua poi durante la vita fetale fino alla nascita e per molti anni dopoo la nascita. Come dimostrano i trapianti eseguiti in pazienti anziani e in pazienti privi del timo, le cellule stromali del microambiente midollare sono però capaci di portare le CSE a differenziazione e maturazione T linfocitaria completa anche in assenza del timo.
I linfociti B, che devono compiere il loro percorso maturativo prima nel midollo osseo e poi negli organi e tessuti linfatici periferici, e soprattutto nella milza e nei linfonodi, sono presenti nel fegato fetale, in numero significativo solo a 22-26 settimane di gestazione. Quindi il fegato fetale umano prima di 15-18 settimane è un organo eritropoietico molto efficiente, ma privo di attività linfoide e quindi di immunocompetenza. Questo spiega perché i trapianti di cellule di fegato fetale non causano nei riceventi manifestazioni di aggressione immunologia tipo GVHD. D’altra parte, un trapianto in utero di CSE, eseguito nel feto dopo 17-18 settimane di vita (a parte i casi di immunodeficienza congenita severa ) ha scarse probabilità di superare la barriera immunologia fetale. Il periodo migliore per effettuare un trapianto di CSE in utero (per es. in casi di beta talassemia) sembra essere compreso secondo alcuni ricercatori, tra 11 e 15 settimane di vita fetale. Ma altri ricercatori ritengono che tale periodo, definito “finestra di opportunità immunologica” debba essere anticipato di circa 2 settimane, onde evitare il rigetto.
Le CSE alla nascita si trovano in numero relativamente alto nel sangue del cordone ombelicale, oltreché nel midollo osseo. Dopo la nascita e nel corso della vita si trovano quasi esclusivamente nel midollo osseo. Solo poche CSE possono essere reperite nel sangue periferico. Ma mediante trattamento con particolari fattori biologici, detti fattori di crescita (G-CSF e GM-CSF), queste cellule possono essere indotte a trasferirsi in numero elevato dal midollo osseo al sangue periferico (mobilizzazione). E’ così possibile effettuarne la raccolta da una vena periferica con una semplice procedura di leucaferesi.
Le CSE vengono facilmente riconosciute per la presenza, sulla loro membrana, di alcune molecole proteiche (antigeni) e in particolare di una molecola denominata CD34. Il profilo antigenico che distingue queste cellule è: CD34+ CD33- CD38-, HLA-DR- (vedi fig.3). L’impiego di anticorpi monoclonali (vedi riquadro 2) specifici per questi antigeni permette di determinare il numero esatto di CSE presenti in campioni di midollo osseo, di sangue periferico o di sangue cordonale, e di separarle dalle altre cellule nucleate (Progenitori, Precursori e cellule mature), ottenendo delle sospensioni quasi pure di CSE.
Le vere CSE costituiscono nel midollo osseo una massa di tessuto molto piccola, probabilmente secondo alcuni ricercatori nell’ordine di 1 mg o di 1 milione circa di cellule. Oltre il milione di CSE vere, nel midollo osseo si trova un numero molto maggiore di cellule progenitrici emopoietiche in stadi maturativi più o meno avanzati. (Fig.3). Sono cellule con capacità riproduttiva illimitata, ma con capacità differenziativa limitata ad una o poche serie cellulari. Si distinguono dalle CSE per un diverso profilo antigenico, e in particolare per essere CD34-.
Tutte le cellule emopoietiche (staminali vere) + (progenitori) rappresentano dallo 0,8% al 3% delle cellule nucleate del midollo osseo. Queste cellule hanno una capacità riproduttiva portentosa e generano 300-600 miliardi al giorno di cellule mature in sostituzione di quelle che muoiono. Qualunque malattia che coinvolga direttamente le CSE può avere conseguenze molto gravi sulla produzione e/o sulla funzione delle cellule periferiche.
Sono proprio le CSE che rendono possibile il successo del trapianto di midollo osseo proliferando nel ricevente fino a ricostituire un nuovo midollo osseo e rinnovare le cellule del sangue e del sistema immunitario. E pertanto ovvio che anche sospensioni di CSE ottenute dal sangue di cordone ombelicale o dal sangue periferico, possano sostituire il midollo osseo agli effetti del trapianto.

Riquadro 2. Anticorpi monoclonali
Quando un linfocita B è stimolato da un antigene specifico, è indotto a proliferare, e produce una “discendenza” di linfociti B tutti uguali che costituisce un clone. I linfociti B appartenenti a un determinato clone producono anticorpi (cioè, molecole di immunoglobine) tutti identici tra loro e dotati della stessa specificità e della stessa affinità nei confronti di un antigene. Questi anticorpi sono detti perciò anticorpi monoclonali. Vengono prodotti in laboratorio con procedure diverse (di solito su topini) e rappresentano lo strumento biologico di maggiore specificità di cui disponiamo per riconoscere gli antigeni, sia solubili che sulla membrana delle cellule, come, per esempio, gli antigeni CD. Quando un antigene stimola differenti linfociti B, ciascun linfocita produce un clone B differente. Ogni clone, composto da molti linfociti B identici, produce molecole anticorporali, tutte rivolte contro l’antigene stimolante, ma differenti da quelle prodotte dagli altri cloni, sia per specificità che per affinità. Sono anticorpi policlonali. Nel nostro organismo, gli anticorpi prodotti nei confronti di antigeni virali, batterici o di qualunque altro tipo, sono fisiologicamente anticorpi policlonali.

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Fig.3 - Differenziazione e maturazione delle C.S.E.
NB. gli antigeni CD espressi sulla membrana delle cellule mieloidi della serie basofilia ed eosinofila, sono in gran parte comuni a quelli della serie neutrofila, a parità di livello maturativo.

                                                                         
 

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