Le cellule staminali sono cellule, che presentano una bassa o nessuna differenziazione. Se traduciamo questa formulazione un po’ asciutta e scientifica, riconosciamo il potenziale delle cellule staminali. Dalle cellule staminali possono formarsi nuove cellule, da quelle della pelle a quelle muscolari fino alle cellule del fegato. Sono come un coltellino svizzero, dotate di tutto ciò di cui una nuova cellula ha bisogno. Ed è questo che le rende così uniche nel corpo. Un’altra analogia sarebbe la carta jolly in un gioco. Puoi sempre usarla.
In medicina le cellule staminali e il loro potenziale sono già note da tempo. Vengono già utilizzate con successo anche in alcune malattie, come la leucemia. In questo articolo ti mostreremo però anche che esistono diversi tipi di cellule staminali. Con l’età sembra che le cellule staminali non riescano più a lavorare in modo così efficace come prima, motivo per cui l’esaurimento delle cellule staminali è stato incluso tra gli Hallmarks of Aging. Ti mostriamo i retroscena, spieghiamo cosa sono le nicchie di cellule staminali e perché esiste il “turismo delle cellule staminali”.
Cellule staminali – meno non è meglio
La diminuzione della capacità di rigenerazione dei tessuti è una delle caratteristiche più evidenti dell’invecchiamento. Diamo un’occhiata alla formazione del sangue (ematopoiesi), che diminuisce con l’età. Questa condizione porta a una minore produzione di cellule immunitarie in grado di adattarsi alle minacce sempre nuove. Gli esperti utilizzano un termine a noi noto per descrivere questo fenomeno: immunosenescenza. Als Folge kann es zu anemia o a malattie maligne del midollo osseo venire.
Questo “consumo funzionale di cellule staminali” è stato osservato dai ricercatori nei topi in quasi tutte le parti del corpo in cui risiedono le cellule staminali. Tra queste rientrano, ad esempio, il prosencefalo, le ossa o le fibre muscolari. In tutti questi luoghi, le cellule vecchie o morte non possono più essere sostituite a sufficienza da nuove cellule.
Studi condotti su topi anziani hanno fornito ulteriori informazioni in questa direzione. In questi studi, gli scienziati hanno rilevato una riduzione dell’attività del ciclo cellulare nelle cellule staminali ematopoietiche. Questo è legato all' accumulo di danni al DNA (vedi instabilità genomica) e all' inibizione del ciclo cellulare (vedi senescenza cellulare) da parte della già nota proteina p16INK4a . Anche la riduzione dei telomeri (vedi erosione dei telomeri) è una causa importante. Tuttavia, tutto ciò sono solo esempi di un quadro molto più ampio di ciò che provoca un declino funzionale della popolazione di cellule staminali.
Abbiamo semplicemente troppo poche cellule staminali in età avanzata?
La deduzione ovvia dai risultati degli studi dovrebbe quindi essere: con l’età il numero di cellule staminali diminuisce. Ma è davvero così?
Non proprio: se si osservano più da vicino le cellule staminali, il quadro diventa un po’ più complicato. Dazu musst du zunächst wissen, dass es diverse cellule staminali con potenze differenti gibt. Die wohl potenteste Stammzelle, ist die, aus der wir alle entstanden sind: Die Zygote (kurze Anmerkung: Als Zygote bezeichnet man die Verschmelzung von einer Eizelle mit einem Spermium)
In unserem Erwachsenenkörper sind Stammzellen etwas anders organisiert, meist in Form von sogenannten Stammzellnischen. Diese befinden sich an unterschiedlichen Orten, je nachdem wo sie gebraucht werden. Unsere Haut besitzt mehrere Stammzellnischen, da von hier aus die neuen Zellen heranreifen. Aber auch unsere Organe, wie die Leber, die Lunge oder der Darm besitzen Stammzellnischen. Genau diese Stammzellnischen sind anscheinend besonders im Alter betroffen.
Nicchie di cellule staminali – il luogo dell’invecchiamento
Prendiamo come esempio la pelle. In giovane età hai un grande deposito di cellule staminali funzionali nella nicchia. Queste fanno sì che la tua pelle si rinnovi rapidamente. Proprio in caso di lesioni, queste nicchie di cellule staminali svolgono un ruolo particolare. Ora, non tutte le cellule staminali in questa nicchia sono uguali. Alcune sono particolarmente laboriose e contribuiscono in modo significativo al rinnovamento cellulare, mentre altre sono piuttosto pigre e contribuiscono poco alla guarigione delle ferite.
Cosa succede quindi con l’età? Sembra che il numero complessivo di cellule staminali non cambi poi così tanto. Tuttavia, mancano sempre di più quelle particolarmente laboriose, così che le prestazioni delle cellule staminali nella loro nicchia diminuiscono.Le cellule staminali possono anche cadere in una sorta di senescenza, in cui sono difficilmente attivabili.
Al microscopio sembra che ci siano abbastanza cellule staminali, ma in realtà queste sono esauste e non riescono più a tenere il passo con la produzione. Il risultato: se ci feriamo in età avanzata ci sono meno cellule staminali operative e la guarigione delle ferite richiede molto più tempo.
Troppo poche cellule staminali: la soluzione ovvia è pensata in modo troppo semplicistico
Abbiamo quindi la nostra soluzione. Abbiamo bisogno di più cellule staminali funzionanti, in modo da poter rinnovare il nostro corpo. Purtroppo non è così semplice. Un’attività troppo elevata delle cellule staminali è stata associata a un invecchiamento più rapido.Questa scoperta è stata dimostrata in modo convincente in un esperimento con cellule staminali intestinali di moscerini della frutta (Drosophila). Un aumento della divisione delle cellule staminali ha portato a un invecchiamento precoce.
E quando le cellule si dividono in modo incontrollato, abbiamo un altro nome per questo: cancro
Ricordiamo ancora una volta INK4a (vedi senescenza cellulare) e IGF-1 (vedi misurazione dei nutrienti deregolata). Per entrambi i parametri è stato descritto un effetto paradossale nel corso della vita. Un aumento di INK4a spinge le cellule in un arresto del ciclo cellulare – si arriva alla senescenza. Inoltre, una diminuzione di IGF-1 nel siero è associata a una riduzione della capacità di divisione cellulare. Entrambi i processi si verificano durante il normale invecchiamento, ma avvengono con un intento positivo.E infatti riflettono il tentativo del nostro corpo di mantenere l’integrità delle cellule staminali.
Lo sapevi? Nei Hallmarks of Aging si trova spesso il riferimento ai radicali liberi dell’ossigeno. I cosiddetti ROS svolgono un doppio ruolo. In giovane età possono essere vantaggiosi per noi, mentre un eccesso di ROS può danneggiare il nostro DNA e le nostre proteine. Allo stesso modo, i ROS influiscono sulle cellule staminali. Un eccesso di questi radicali può potenzialmente contribuire all’esaurimento delle cellule staminali.
Il nostro corpo cerca di evitarlo principalmente attraverso la produzione di glutatione .Se vuoi saperne di più, dai un'occhiata al nostro articolo su GlyNAC . Lì ti spieghiamo anche perché è meglio non sostituire il glutatione e cosa ha a che fare l'aminoacido glicina con l'argomento.
GlyNAC è una molecola molto promettente quando si tratta di energia cellulare e anche di età biologica.
FGF2 – un nuovo approccio per le cellule staminali esauste
Alla ricerca di modi per riattivare le cellule staminali a nostro vantaggio, la ricerca si è occupata della proteina FGF2 . Si tratta di un fattore di crescita per le cellule del tessuto connettivo.Se il livello di FGF2 nel corpo è elevato, questo porta, nelle cellule staminali invecchiate, a un esaurimento e quindi a una riduzione della capacità di recupero.
La buona notizia è che la soppressione di questa via di segnalazione impedisce questo stato. Si tratta quindi di una possibile strategia terapeutica per combattere l’esaurimento delle cellule staminali.
Come possiamo rafforzare le cellule staminali?
Allontaniamoci ora un po’ dalla ricerca di base e proviamo a dare uno sguardo al futuro. Ormai sappiamo che le nostre cellule staminali, con l’avanzare dell’età, non sono più così efficienti. Ma da cosa dipende? Cosa fa invecchiare le nostre cellule staminali?
Una possibile spiegazione è fornita da un esperimento dall’aspetto un po’ bizzarro, di cui abbiamo già parlato anche nel 5° Hallmark of Aging. Näht man zwei Mäuse, eine jung und gesund, die andere alt und krank, zusammen, erhält man eine sogenannten parabiosi. Interessanterweise fanden die Forscher heraus, dass bei den alten Mäusen die Stammzellen in den Zellnischen des Gehirns und in der Leber wieder deutlich verjüngt waren.
Questi risultati possono essere riprodotti anche iniettando sangue di topi giovani in topi anziani, il che suggerisce, dass es keinen Austausch an Stammzellen gab, sondern vielmehr, dass im Blut der jungen Mäuse molekulare Signale existieren, die die Stammzellen wieder jünger werden lassen. Welche, das bleibt noch die Frage.
Lo sapevi? Solche Parabiose Experimente sorgen immer für großes Aufsehen in der Presse (siehe z.B. Bryan Johnson Esperimento su se stesso, in cui si fa somministrare il plasma sanguigno di suo figlio). A ragione vengono sollevate grandi preoccupazioni etiche in merito a tali azioni. Le trasfusioni di sangue non sono prive di rischi e la “fonte dell’eterna giovinezza” di certo non si troverà nel farsi infondere sangue giovane. Sarà più interessante scoprire quali esatti percorsi di segnalazione nel sangue giovane sono responsabili del rinnovamento delle cellule staminali. In questo modo si potrebbero sviluppare in futuro nuovi metodi terapeutici.
Non ci sono forse altre strade?
Per fortuna il sangue giovane non è l’unico modo per ridare vigore alle vecchie cellule staminali. Lo sport sembra essere un rimedio collaudato per riattivare le cellule staminali.Außerdem il digiuno ha migliorato il digiuno la funzione delle cellule staminali intestinali e muscolari nel modello animale.
Probabilmente l’effetto del digiuno risiede nella regolazione di diverse vie di segnalazione, principalmente dell’IGF-1 e della via mTOR. È stato infatti dimostrato che i mimetici del digiuno, che agiscono proprio su questo asse molecolare, hanno anch’essi effetti positivi sulle cellule staminali.
Influenza farmacologica delle cellule staminali
Infine, anche possibili interventi farmacologici per migliorare la funzione delle cellule staminali sono stati inseriti nell’agenda di ricerca. In questo contesto, la scienza si è interessata in particolare al inibitore di mTOR rapamicina – un vecchio conoscente. Questo molecola dispiega la sua azione attraverso la modulazione della proteostasi e attraverso la misurazione dei segnali energetici. Sulla base di questi due meccanismi, negli studi è stato possibile migliorare la funzione delle cellule staminali nella pelle, nel sistema ematopoietico e nell’intestino.
Queste scoperte mostrano ancora una volta quanto sia complesso il compito di decifrare le basi molecolari dell’attività anti-età della rapamicina. Inoltre, evidenziano quanto siano interconnessi tra loro i tratti distintivi dell’invecchiamento.
Oltre alla rapamicina, è poi degna di nota anche la inibizione farmacologica di CDC42 . Le cellule umane in stato di senescenza sono state così ringiovanite.Una sovraespressione di CDC42, che tra le altre cose è coinvolta nel controllo del ciclo cellulare, è stata inoltre riscontrata in un determinato tipo di cancro ai polmoni.
Terapia con cellule staminali – attenzione alle false promesse
Come abbiamo visto, le cellule staminali sono potenti alleate nella lotta contro l’invecchiamento. Se riusciremo a scoprire come riportare questa risorsa naturale alla sua piena potenza, si apriranno per noi molte nuove possibilità.
Proprio grazie a questa speranza esistono (purtroppo) alcune pecore nere che vogliono guadagnare molto denaro con essa. In alcune regioni del mondo, z.B. nei Caraibi, si fa pubblicità alla terapia con cellule staminali. Dalla guarigione migliorata delle ferite fino alla terapia contro il cancro – le promesse sono spesso grandi, ma la realtà è spesso deludente.La FDA, l'agenzia statunitense per i medicinali, ha persino emesso un avviso ufficiale contro tali casi di frode.
Cellule staminali e invecchiamento: questione di tempo, non di mezzi
L’esaurimento delle cellule staminali è una conseguenza intrinseca dei danni legati all’età nelle cellule. Non a torto si presume, che questo processo sia uno dei principali responsabili dell’invecchiamento del nostro corpo . Infine, praticamente tutti i tratti distintivi dell’invecchiamento che abbiamo conosciuto finora sfociano nella esaurimento delle cellule staminali. Studi più recenti costituiscono una base molto promettente per l’ipotesi che la ringiovanimento delle cellule staminali possa invertire l’invecchiamento a livello dell’organismo.
Queste scoperte sono quindi una sorta di base per una macchina del tempo che ci riporti a una giovinezza biologica? Anche se l’idea può essere allettante per alcuni, al momento ci sono ancora troppo pochi indizi a riguardo. In ogni caso, rispetto agli altri Hallmarks, nel campo della ricerca sulle cellule staminali vengono effettuati investimenti massicci .
Le terapie con cellule staminali sono onnipresenti già da anni e hanno portato a miglioramenti drastici nel trattamento di malattie come la leucemia. Inoltre, alle cellule staminali viene attribuito un enorme potenziale nel campo della medicina dei trapianti.
Non è quindi tanto una questione di mezzi quanto una questione di tempoprima che i risultati della ricerca sulle cellule staminali si trasferiscano al tema dell’anti-aging e della durata della salute. Forse in futuro non dovremo più chiederci come “ripristinare”, se possiamo anche “mantenere”.
Nel prossimo articolo di questa serie parleremo del nono segno distintivo dell’invecchiamento: Comunicazione intercellulare alterata.
