Le cellule staminali sono cellule che non presentano alcuna differenziazione. Se traduciamo questa formulazione scientifica un po' arida, riconosciamo il potenziale delle cellule staminali. Le cellule staminali possono formare nuove cellule, dalla pelle ai muscoli alle cellule del fegato. Sono come un coltellino svizzero, dotate di tutto ciò che serve a una nuova cellula. Ed è questo che le rende così uniche nell'organismo. Un'altra analogia potrebbe essere la carta jolly in un gioco. Questa si può sempre usare.
Le cellule staminali e il loro potenziale sono noti da tempo in medicina. Vengono già utilizzate con successo per trattare alcune malattie, come la leucemia. In questo articolo, tuttavia, vi mostreremo anche che esistono diversi tipi di cellule staminali. Con l'avanzare dell'età, sembra che le cellule staminali non riescano più a lavorare con la stessa efficacia di un tempo, ed è per questo che la deplezione delle cellule staminali è stata inserita tra i segni distintivi dell'invecchiamento. Vi mostriamo i retroscena, vi spieghiamo cosa sono le nicchie di cellule staminali e perché esiste un "turismo delle cellule staminali".
Cellule staminali - meno non è meglio
La diminuzione della capacità di recupero dei tessuti è una delle caratteristiche più evidenti dell'invecchiamento. Prendiamo in esame l'ematopoiesi, che diminuisce con l'età. Ciò comporta una minore produzione di cellule immunitarie in grado di adattarsi a minacce sempre diverse. Gli esperti usano un termine familiare per descrivere questo fenomeno: immunosenescenza. Questo può portare a anemia o a malattie maligne del midollo osseo
I ricercatori hanno osservato questo "logorio funzionale delle cellule staminali" nei topi più o meno in tutte le sedi del corpo in cui si trovano le cellule staminali. Tra questi, ad esempio, il prosencefalo, le ossa e le fibre muscolari. Ciò significa che le cellule vecchie o morte non possono più essere adeguatamente sostituite da nuove cellule.
Studi condotti su topi invecchiati hanno fornito ulteriori indicazioni in questa direzione. Gli scienziati hanno registrato una diminuzione dell'attività del ciclo cellulare nelle cellule staminali ematopoietiche . Ciò è legato all'accumulo di danni al DNA (vediinstabilità genomica ) e all'inibizione del ciclo cellulare (vedisenescenza cellulare ) da parte della proteina p16INK4a, a noi già nota. Anche l'accorciamento dei telomeri (vedi attrito dei telomeri ) è una causa importante. Tuttavia, questi sono solo esempi di un quadro molto più ampio di ciò che causa un declino funzionale della popolazione di cellule staminali.
Abbiamo semplicemente troppe poche cellule staminali in età avanzata?
La conclusione ovvia dei risultati degli studi dovrebbe quindi essere: Il numero di cellule staminali diminuisce con l'età. Ma è proprio così?
Non proprio, se si guarda più da vicino alle cellule staminali, il quadro diventa un po' più complicato. Innanzitutto, bisogna sapere che esistono cellule staminali di diversa potenza. Probabilmente la cellula staminale più potente è quella da cui tutti noi abbiamo avuto origine: Lo zigote (breve nota: uno zigote è la fusione di una cellula uovo con una cellula spermatica)
Le cellule staminali sono organizzate in modo leggermente diverso nel nostro corpo adulto, soprattutto sotto forma delle cosiddette nicchie di cellule staminali. Queste si trovano in luoghi diversi, a seconda di dove sono necessarie. La nostra pelle ha diverse nicchie di cellule staminali, perché è da qui che maturano le nuove cellule. Ma anche i nostri organi, come il fegato, i polmoni e l'intestino, hanno nicchie di cellule staminali. Queste nicchie di cellule staminali sembrano essere particolarmente colpite nella vecchiaia.
Le nicchie delle cellule staminali - il luogo dell'invecchiamento
Prendiamo come esempio la pelle. Quando si è giovani, nella nicchia si trova un grande deposito di cellule staminali funzionali. Queste garantiscono che la pelle si rinnovi rapidamente. Queste nicchie di cellule staminali svolgono un ruolo particolarmente importante in caso di lesioni. Tuttavia, non tutte le cellule staminali di questa nicchia sono uguali. Alcune sono particolarmente operose e contribuiscono in modo determinante al rinnovamento cellulare, mentre altre sono piuttosto lente e contribuiscono poco alla guarigione delle ferite
Cosa succede nella vecchiaia? Sembra che il numero totale di cellule staminali non cambi molto . Tuttavia, quelle particolarmente laboriose vengono sempre meno, per cui le prestazioni delle cellule staminali nella loro nicchia diminuiscono. Le cellule staminali possono anche cadere in una sorta di senescenza in cui difficilmente possono essere attivate.
Al microscopio sembra che ci siano abbastanza cellule staminali, ma in realtà sono esaurite e non riescono più a mantenere la produzione. Il risultato. Se ci feriamo in età avanzata, ci sono meno cellule staminali che lavorano sodo e la ferita impiega molto più tempo a guarire.
Troppe poche cellule staminali: la soluzione più ovvia è troppo semplice
Quindi abbiamo la nostra soluzione. Abbiamo bisogno di più cellule staminali funzionali per poter rinnovare il nostro corpo. Purtroppo non è così semplice. Un'eccessiva attività 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). L'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: cancro
Torniamo all'INK4a (vedi senescenza cellulare ) e all'IGF-1 (vedi misurazione degradata dei nutrienti). Per entrambi i parametri è stato descritto un effetto paradossale nel corso della vita. Un aumento di INK4a spinge le cellule all'arresto del ciclo cellulare, portando alla senescenza. Una diminuzione dell'IGF-1 nel siero è anch'essa associata a un calo della divisione cellulare . Entrambi questi processi si verificano durante il normale invecchiamento, ma con un intento positivo. In altre parole, riflettono il tentativo del nostro corpo di mantenere l'integrità delle cellule staminali.
Sapevate che nella Segnalazione dell'invecchiamento si parla spesso di radicali liberi dell'ossigeno. I cosiddetti ROS svolgono un duplice ruolo. In età giovane possono essere benefici per noi , mentre un eccesso di ROS può distruggere il nostro DNA e le nostre proteine. Allo stesso modo, i ROS influenzano le cellule staminali. Troppi di questi radicali possono potenzialmente contribuire all'esaurimento delle cellule staminali .
Il nostro corpo cerca di prevenire questo fenomeno soprattutto attraverso la produzione di glutatione . Se volete saperne di più, date un'occhiata al nostro articolo su GlyNAC . Spieghiamo anche perché è meglio non sostituire il glutatione e che cosa c'entra l'amminoacido glicina con l'argomento.
GlyNAC è una molecola promettente per quanto riguarda l'energia cellulare e l'età biologica.
FGF2 - un nuovo punto di partenza per le cellule staminali esaurite
Nella ricerca di modi per riattivare le cellule staminali a nostro vantaggio, la ricerca si è concentrata sulla proteina FGF2. Si tratta di un fattore di crescita per le cellule del tessuto connettivo . Se il livello di FGF2 nell'organismo è elevato, ciò porta all'esaurimento delle cellule staminali invecchiate e quindi a una riduzione della loro capacità di recupero.
La buona notizia è che la soppressione di questa via di segnalazione previene questa condizione. Si tratta quindi di una possibile strategia terapeutica per combattere l'esaurimento delle cellule staminali.
Come possiamo rafforzare le cellule staminali?
Facciamo un passo indietro rispetto alla ricerca di base e diamo uno sguardo al futuro. Ora sappiamo che le nostre cellule staminali non sono più così efficienti in età avanzata. Ma da dove deriva questo fenomeno? Cosa provoca l'invecchiamento delle nostre cellule staminali?
Una possibile spiegazione ci viene fornita da un esperimento un po' bizzarro, di cui abbiamo parlato anche nel 5° segno distintivo dell'invecchiamento. Se si cuciono insieme due topi, uno giovane e sano, l'altro vecchio e malato, si ottiene la cosiddetta parabiosi . È interessante notare che i ricercatori hanno scoperto che le cellule staminali nelle nicchie cellulari del cervello e del fegato erano significativamente ringiovanite nei topi anziani.
Questi risultati possono essere riprodotti anche iniettando nei topi vecchi il sangue di topi giovani, il che suggerisce che non c'è stato uno scambio di cellule staminali, ma piuttosto che ci sono segnali molecolari nel sangue dei topi giovani che rendono le cellule staminali nuovamente giovani. Quali, questo rimane il problema.
Sapevate che Tali esperimenti di parabiosi suscitano sempre grande scalpore nella stampa (vediz.B. Bryan Johnson si è autoesperito facendosi dare il plasma sanguigno del figlio). Tali azioni sollevano giustamente grandi preoccupazioni etiche. Le trasfusioni di sangue non sono prive di rischi e la "fonte dell'eterna giovinezza" non si trova certo nell'infusione di sangue giovane . Sarà più interessante scoprire quali esatte vie di segnalazione nel sangue giovane sono responsabili del rinnovamento delle cellule staminali. Questo potrebbe essere utilizzato per progettare nuovi metodi terapeutici in futuro.
Non ci sono altri modi?
Per fortuna, il sangue giovane non è l'unico modo per rivitalizzare le vecchie cellule staminali. Lo sport sembra essere un modo comprovato per far tornare attive le cellule staminali. Inoltre, il digiuno ha migliorato la funzione delle cellule staminali intestinali e muscolari in modelli animali.
L'effetto del digiuno è probabilmente dovuto alla regolazione di varie vie di segnalazione, principalmente IGF-1 e la via mTOR. È stato inoltre dimostrato che i mimetici del digiuno, che agiscono proprio attraverso questo asse molecolare, hanno anch'essi effetti positivi sulle cellule staminali.
Influenzare le cellule staminali con i farmaci
Infine, anche i possibili interventi farmacologici per migliorare la funzione delle cellule staminali erano all'ordine del giorno della ricerca. Gli scienziati erano particolarmente interessati all'inibitore mTOR, la rapamicina , una vecchia conoscenza. Questa molecola esercita il suo effetto influenzando la proteostasi e misurando i segnali energetici. Sulla base di questi due meccanismi, gli studi hanno migliorato la funzione delle cellule staminali nella pelle, nel sistema ematopoietico e nell'intestino .
Queste scoperte dimostrano ancora una volta la difficoltà di svelare le basi molecolari dell'attività anti-invecchiamento della rapamicina. Evidenziano inoltre quanto siano interconnessi i segni dell'invecchiamento.
Oltre alla rapamicina, vale la pena di menzionare anche l'inibizione farmacologica di CDC42 . Le cellule umane in fase di senescenza potrebbero così essere ringiovanite . La sovraespressione di CDC42, coinvolto tra l'altro nel controllo del ciclo cellulare, è stata rilevata anche in un certo tipo di cancro al polmone.
Terapia con cellule staminali - attenzione alle false promesse
Come abbiamo visto, le cellule staminali sono un potente aiuto nella lotta contro l'invecchiamento. Se riusciremo a scoprire come riportare questa risorsa naturale alla sua piena potenza, allora ci si apriranno molte nuove possibilità.
È proprio con questa speranza che ci sono (purtroppo) alcune pecore nere che vogliono fare un sacco di soldi. In alcune regioni del mondo, z.B. nei Caraibi, la terapia con cellule staminali viene pubblicizzata. Dal miglioramento della guarigione delle ferite alla terapia del cancro - le promesse sono spesso grandiose, ma la realtà è spesso sconfortante . La FDA, la Food and Drug Administration statunitense, ha persino lanciato un avvertimento ufficiale contro queste truffe.
Cellule staminali e invecchiamento: Una questione di tempo, non una questione di mezzi
L'esaurimento delle cellule staminali è una conseguenza intrinseca del danno cellulare legato all'età. Non è errato ritenere che questo processo sia una delle cause principali dell'invecchiamento del nostro corpo . In definitiva, praticamente tutte le caratteristiche dell'invecchiamento che abbiamo imparato a conoscere fino ad oggi portano all'esaurimento delle cellule staminali . Studi recenti forniscono una base promettente per l'ipotesi che il ringiovanimento delle cellule staminali possa invertire l'invecchiamento a livello organismico .
Questi risultati sono una sorta di base per una macchina del tempo che riporti alla giovinezza biologica? Anche se l'idea è allettante per alcuni, al momento le prove a favore sono ancora troppo poche. In ogni caso, nel campo della ricerca sulle cellule staminali si stanno facendo investimenti massicci rispetto agli altri segni distintivi.
Le terapie con cellule staminali sono onnipresenti da anni e hanno portato a drastici miglioramenti nel trattamento di malattie come la leucemia. Inoltre, alle cellule staminali è riconosciuto un enorme potenziale nel campo della medicina dei trapianti.
È quindi meno una questione di mezzi che di tempo che i risultati della ricerca sulle cellule staminali vengano trasferiti al tema dell'anti-invecchiamento e della durata della salute. Forse in futuro non dovremo più preoccuparci di come "ripristinare" se potremo anche "mantenere".
Il prossimo articolo di questa serie riguarda il nono segno distintivo dell'invecchiamento: Modifica della comunicazione intercellulare .
