Le cellule staminali

Chiedilo a Tania
Mi ha scritto Giulia, chiedendomi un aiuto per capire meglio cosa sono e come funzionano le cellule staminali.
Per comprendere cos'è una cellula staminale, bisogna capire bene alcuni concetti chiave della biologia che Giulia conosce certamente a fondo.
La cellula è l’unità biologica di tutti gli esseri viventi.

Gli organismi unicellulari sono formati da una singola cellula, mentre quelli pluricellulari sono formati da più cellule. Gli organismi pluricellulari presentano un'organizzazione complessa: un insieme di cellule dello stesso tipo forma un tessuto; diversi tessuti costituiscono gli organi; più organi formano gli apparati e i sistemi dell'organismo.

http://www.lannaronca.it/scienze%20classe%20quinta.htm

Tutte le cellule dell'organismo derivano da altre cellule preesistenti, che si duplicano per mitosi.

http://89.97.218.226/web1/science/scienze_file/mitosi.htm

La mitosi permette all'organismo di crescere e di rinnovarsi: ogni cellula, infatti, invecchia, muore e deve essere sostituita. Ad esempio una cellula dell'epidermide (lo strato più superficiale della pelle), vive in media 28 giorni; un globulo rosso, che trasporta l'ossigeno nel sangue, ha, invece, una vita media di 120 gironi.
Le cellule dell'epidermide possono rinnovarsi grazie alla presenza di una riserva di cellule staminali presenti dello strato più profondo dell'epidermide: lo strato basale.
I globuli rossi, invece, si rinnovano grazie alle cellule staminali presenti nel midollo osseo rosso.
Le cellule staminali sono in grado di rinnovare se stesse attraverso la divisone cellulare: in questo modo, garantiscono all'organismo un continuo ricambio di cellule.
Si tratta di una divisione cellulare asimmentrica; in seguito a questa divisione si originano due cellule: una darà origine ad una cellula specializzata, l'altra rimarrà staminale, come si vede nell'immagine. La cellula destinata a specializzarsi passa attraverso diverse divisioni che la porteranno a diventare una cellula somatica. Con il termine "cellula somatica" ci si riferisce ad una cellula del nostro organismo con un corredo cromosomico diploide (2n=46). In questo modo le si distingue, dalle cellule aploidi (n=23) ovvero la cellula uovo e lo spermatozoo.

http://www.superagatoide.altervista.org/staminali.html

Le cellule staminali sono cellule bambine, primitive, non specializzate: sono in grado di trasformarsi in cellule somatiche, specializzate, con una ben precisa funzione.
La capacità di una cellula staminale di generare tessuti riversi si chiama potenza.
Una cellula staminale totipotente è capace di differenziarsi in qualsiasi tipo di cellula presente nell'organismo. Lo zigote è una cellula totipotente: dall'unione della cellula uovo e dello spermatozoo si origina, infatti, questa speciale cellula, dalla quale poi, attraverso divisioni cellulari successive, si originerà un nuovo essere vivente.

Le cellule staminali pluripotenti sono simili alle precedenti ma non possono generare un organismo intero. Sono pluripotenti le cellule della blastocisti, quella fase dello sviluppo embrionale compresa tra il 5° e il 7° giorno dopo la fecondazione. Le cellule che daranno origine al corpo del futuro bambino, formano una massa che sporge all'interno della cavità. Le cellule della parete formano, invece, il trofoblasto, dal quale dipende l'annidamento dell'ovulo nella mucosa uterina.

http://89.97.218.226/web1/sviluppo/files/mamblast_1.htm

Le cellule staminali multipotenti, invece, possono differenziarsi solo in alcune tipologie cellulari. Ad esempio, le cellule staminali emopoietiche, che danno origine ai globuli rossi, generano anche agli altri elementi figurati del sangue (piastrine e globuli bianchi).

http://www.superagatoide.altervista.org/staminali.html
Eritrociti è un sinonimo di globuli rossi. Granulociti, macrofago e linfociti sono, invece, globuli bianchi.

Le cellule staminali unipotenti possono differenziarsi in un solo tipo di cellula: le cellule dello strato basale (germinativo) dell'epidermide sono unipotenti perché possono differenziarsi solo in cheratinociti.

Per approfondire questo interessante argomento, consiglio:
Le cellule staminali: spunti per un’azione didattica di Ann Zeuner ed Elisabetta Palio, Istituto Superiore di Sanità. Proprio da qui sono tratte alcune immagini che ho trovato in giro per il web e che ho deciso di inserire in questo post.
Per leggerlo cliccate sulla copertina.

Questo libro spiega un argomento complesso in modo semplice, accessibile ed accattivante. Lo trovo particolarmente utile anche per i docenti di scienze di ogni ordine e grado che vogliano trattare l'argomento in classe. Ecco, nel dettaglio, i temi affrontati nel testo:

• Cosa sono le cellule staminali e perché sono importanti
• Quanti tipi di cellule staminali esistono
• Le cellule staminali del cordone ombelicale
• Terapie possibili con le cellule staminali: presente e futuro
• Le frontiere della ricerca
• Il dibattito sulle cellule staminali: perché tanto rumore? 
• Quando le cellule staminali diventano cattive: le cellule staminali tumorali 
• Appendice A
• Esperienze del progetto per le scuole 
• “Il lungo ed affascinante viaggio della ricerca sulle cellule staminali” 
• Cellule staminali: alcune proposte didattiche
• Le cellule staminali viste dai ragazzi: un matrimonio fra arte e scienza
• Appendice B
• Chi lavora sulle cellule staminali in Italia

Per un ulteriore approfondimento consiglio anche questo articolo di Gravità Zero:

ITALIANI SCOPRONO MECCANISMO CHE CONTROLLA LE CELLULE STAMINALI

Bene Giulia, che ne dici? Sicuramente ci sono molti spunti per approfondire!
A presto,
Tania Tanfoglio