Le cellule staminali sono cellule che mostrano una differenziazione minima o nulla. Se traduciamo questa formulazione un po’ secca e scientifica, riconosciamo il potenziale delle cellule staminali. Le cellule staminali possono formare nuove cellule, dalla pelle ai muscoli fino alle cellule del fegato. Sono come un coltellino svizzero, dotato di tutto ciò di cui una nuova cellula ha bisogno. Ed è questo che li rende così unici nel corpo. Un'altra analogia potrebbe essere la carta jolly in un gioco. Puoi sempre usare questi.
Le cellule staminali e il loro potenziale sono noti in medicina da molto tempo. Inoltre vengono già utilizzati con successo per alcune malattie, come la leucemia. In questo articolo ti mostreremo anche che esistono diversi tipi di cellule staminali. Con l'avanzare dell'età, sembra che le cellule staminali non possano più funzionare in modo così efficace come una volta, motivo per cui l'esaurimento delle cellule staminali è stato incluso come uno dei segni distintivi dell'invecchiamento. Ti mostreremo il contesto, spiegheremo cosa sono le nicchie delle cellule staminali e perché esiste il “turismo delle cellule staminali”.
Cellule staminali – meno non è più
Il declino della capacità di recupero dei tessuti è una delle caratteristiche più evidenti dell'invecchiamento. Diamo un'occhiata alla produzione di sangue (ematopoiesi), che diminuisce con l'età. Questa circostanza porta ad una minore produzione di cellule immunitarie in grado di adattarsi a minacce sempre nuove. Gli esperti usano un termine che conosciamo per descrivere questo fenomeno: Immunosenescenza. Di conseguenza possono verificarsi anemia o malattie maligne del midollo osseo .
I ricercatori hanno osservato questa "abrasione funzionale delle cellule staminali" nei topi in più o meno tutti i punti del corpo in cui si trovano le cellule staminali. Questi includono, ad esempio, il prosencefalo, le ossa o le fibre muscolari. Ciò significa che ovunque le cellule vecchie o morte non possono più essere adeguatamente sostituite da cellule nuove.
Studi condotti su topi anziani hanno fornito ulteriori spunti in questa direzione. Lì, gli scienziati hanno registrato una diminuzione dell'attività del ciclo cellulare nelle cellule staminali ematopoietiche. Ciò 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 insieme. Anche l'accorciamento dei telomeri (vedi Abrasione dei telomeri) è una causa importante. Tuttavia, tutti questi sono solo esempi di un quadro molto più ampio di ciò che causa il declino funzionale nella popolazione di cellule staminali.
Semplicemente non abbiamo abbastanza cellule staminali man mano che invecchiamo?
La conclusione ovvia dai risultati degli studi dovrebbe essere: il numero di cellule staminali diminuisce con l'età. Ma è proprio vero??
Non proprio, quando si osservano più da vicino le cellule staminali il quadro diventa un po' più complicato. Per fare ciò, devi prima sapere che esistono cellule staminali di diversa potenza. Probabilmente la cellula staminale più potente è quella da cui tutti siamo emersi: lo zigote (nota breve: uno zigote è la fusione di una cellula uovo con un'altra sperma)
Nel nostro corpo adulto, le cellule staminali sono organizzate in modo leggermente diverso, solitamente sotto forma di cosiddette nicchie di cellule staminali. Questi si trovano in luoghi diversi a seconda di dove sono necessari. La nostra pelle ha diverse nicchie di cellule staminali perché è qui che maturano le nuove cellule. Ma anche i nostri organi, come il fegato, i polmoni e l’intestino, hanno nicchie per le cellule staminali. Proprio queste nicchie di cellule staminali sembrano essere particolarmente colpite in età avanzata.
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. Questi assicurano che la tua pelle si rinnovi rapidamente. Queste nicchie di cellule staminali svolgono un ruolo speciale, soprattutto in caso di lesioni. Ora, non tutte le cellule staminali in questa nicchia sono uguali. Alcuni sono particolarmente laboriosi e contribuiscono in modo particolare al rinnovamento cellulare, mentre altri sono piuttosto lenti e contribuiscono solo poco alla guarigione delle ferite.
Cosa succede quando invecchiamo? Sembra che il numero totale di cellule staminali non cambi molto. Tuttavia, mancano sempre più quelle particolarmente laboriose, per cui la prestazione delle cellule staminali nella loro nicchia diminuisce. Le cellule staminali possono anche entrare in un tipo di senescenza in cui sono difficili da attivare.
Al microscopio sembra che ci siano abbastanza cellule staminali, ma in realtà sono esaurite e non riescono più a tenere il passo con la produzione. Il risultato. Se ci feriamo man mano che invecchiamo, ci saranno meno cellule staminali laboriose e la guarigione delle ferite richiederà molto più tempo.
Troppo poche cellule staminali: la soluzione ovvia è troppo semplice
Quindi abbiamo la nostra soluzione. Abbiamo bisogno di cellule staminali più funzionali per poter rinnovare i nostri corpi. Sfortunatamente, non è così semplice. Un'attività eccessiva 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 provocato un invecchiamento precoce.
E quando le cellule si dividono in modo incontrollabile, abbiamo un altro nome per definirlo: cancro
Ricordiamo all'INK4a (vedi senescenza cellulare) e all'IGF-1 (vedi rilevamento deregolamentato dei nutrienti). Per entrambi i parametri è stato descritto un effetto paradossale sul corso della vita. Un aumento di INK4a porta le cellule all'arresto del ciclo cellulare - si verifica la senescenza. Allo stesso modo, una diminuzione dell'IGF-1 nel siero è associata ad una diminuzione della capacità di divisione cellulare. Entrambi i processi avvengono durante il normale invecchiamento, ma con intenzioni positive. Riflettono il tentativo del nostro corpo di mantenere l'integrità delle cellule staminali.
Sapevi che? Nei Segni distintivi dell'invecchiamento si parla spesso di gratuità radicali dell’ossigeno. I cosiddetti ROS svolgono un duplice ruolo. A possono essere utili per noi, mentre i ROS in eccesso possono distruggere il nostro DNA e le nostre proteine. I ROS hanno lo stesso effetto sulle cellule staminali. Troppi di questi radicali possono potenzialmente contribuire all'esaurimento delle cellule staminali.
Il nostro corpo cerca di impedirlo principalmente attraverso la formazione di glutatione . Se vuoi saperne di più, dai un'occhiata al nostro articolo su GlyNAC. Ti spiegheremo anche perché è meglio non sostituire il glutatione e cosa c'entra l'amminoacido glicina con l'argomento.
GlyNAC è una molecola promettente in termini di energia cellulare ed età biologica.
FGF2 – un nuovo punto di partenza per le cellule staminali esauste
Nella ricerca di modi per riattivare le cellule staminali a nostro vantaggio, la ricerca ha esaminato la proteina FGF2. Questo è un fattore di crescita per le cellule del tessuto connettivo. Se il livello di FGF2 nel corpo è elevato, ciò porta all'esaurimento delle cellule staminali invecchiate e quindi a una limitazione della capacità di recupero.
La buona notizia è che la soppressione di questo percorso previene questa condizione. Si tratta quindi di una possibile strategia terapeutica per combattere l’esaurimento delle cellule staminali.
Come possiamo rafforzare le cellule staminali?
Ora allontaniamoci dalla ricerca di base e diamo uno sguardo al futuro. Ora sappiamo che le nostre cellule staminali non sono più così efficienti man mano che invecchiamo. Ma da dove viene?Che cosa fa invecchiare le nostre cellule staminali?
Una possibile spiegazione è fornita da un esperimento apparentemente bizzarro che abbiamo visto anche nel V secolo. Discusso del segno distintivo dell'invecchiamento. Se cuci insieme due topi, uno giovane e sano, l'altro vecchio e malato, ottieni la cosiddetta parabiosi. È interessante notare che i ricercatori hanno scoperto che nei topi vecchi le cellule staminali nelle nicchie cellulari del cervello e del fegato erano significativamente ringiovanite.
Questi risultati possono essere riprodotti anche iniettando in topi vecchi il sangue di topi giovani, il che suggerisce che non vi sia stato non uno scambio di cellule staminali, ma piuttosto quello nel sangue dei topi giovani quelli Esistono segnali molecolari nei topi che rendono le cellule staminali di nuovo giovani. Quale, questa rimane ancora la domanda.
Sapevi che? Tali esperimenti di parabiosi suscitano sempre grande scalpore nella stampa (vedi ad es.B Bryan Johnson Esperimento personale in cui gli viene somministrato il plasma sanguigno di suo figlio). Grandi preoccupazioni etiche vengono giustamente sollevate riguardo a tali azioni. Le trasfusioni di sangue non sono prive di rischi e la “fonte dell'eterna giovinezza” non si trova certamente nell'infusione di sangue giovane. Sarà più interessante scoprire quali esatte vie di segnalazione nel sangue giovane assicurano il rinnovamento delle cellule staminali. Ciò consentirebbe quindi di progettare nuovi metodi terapeutici in futuro.
Non ci sono altri modi?
Fortunatamente, il sangue giovane non è l'unico modo in cui le cellule staminali vecchie possono essere nuovamente rafforzate. Lo sport sembra essere un mezzo comprovato per riattivare le cellule staminali. Inoltre, il digiuno ha migliorato la funzione delle cellule staminali intestinali e muscolari nei modelli animali.
L'effetto del digiuno risiede probabilmente nella regolazione di varie vie di segnalazione, principalmente la via IGF-1 e mTOR. È stato inoltre dimostrato che I mimetici del digiuno, che agiscono proprio attraverso questo asse molecolare, hanno effetti positivi anche sulle cellule staminali.
Influenza dei farmaci sulle cellule staminali
Infine, ma non meno importante, nell'agenda della ricerca figuravano anche possibili interventi farmacologici per migliorare la funzione delle cellule staminali. Gli scienziati erano particolarmente interessati al inibitore di mTOR rapamicina – un vecchio amico. Questa molecola esercita il suo effetto influenzando la proteostasi e misurando i segnali energetici. Sulla base di questi due meccanismi, gli studi hanno dimostrato che la funzione delle cellule staminali nella pelle, nel sistema ematopoietico e nell'intestino è migliorata.
Questi risultati evidenziano ancora una volta il difficile compito di svelare le basi molecolari dell'attività antietà della rapamicina. Rende anche chiaro quanto siano interconnessi i segni distintivi dell’invecchiamento.
Oltre alla rapamicina, vale la pena menzionare anche l'inibizione farmacologica del CDC42 . Le cellule umane nella fase di senescenza potrebbero essere ringiovanite. La sovraespressione del CDC42, che interviene tra l'altro nel controllo del ciclo cellulare, è stata rilevata anche in un certo tipo di cancro ai polmoni.
Terapia con cellule staminali: attenzione alle false promesse
Come abbiamo visto, le cellule staminali sono potenti aiutanti nella lotta contro l'invecchiamento. Se riusciamo a capire come ripristinare questa risorsa naturale alla sua piena forza, allora ci si apriranno molte nuove possibilità.
È proprio con questa speranza che ci sono (purtroppo) alcune pecore nere che vogliono guadagnarci un sacco di soldi. In alcune regioni del mondo, ad es.B nei Caraibi viene pubblicizzata la terapia con cellule staminali. Dal miglioramento della guarigione delle ferite alla terapia contro il cancro: le promesse sono spesso grandiose, ma la realtà spesso fa riflettere. La FDA, l'autorità farmaceutica americana, ha addirittura emesso un avvertimento ufficiale riguardo a tali frodi.
Cellule staminali e invecchiamento: questione di tempo, non questione di mezzi
L'esaurimento delle cellule staminali è una conseguenza intrinseca del danno cellulare legato all'età. Non si presume erroneamente che questo processo sia una delle principali cause dell'invecchiamento nel nostro corpo. In definitiva, praticamente tutti i segni distintivi dell'invecchiamento che abbiamo imparato fino ad oggi comportano esaurimento delle cellule staminali. Studi recenti forniscono una base promettente per l'ipotesi che il ringiovanimento delle cellule staminali può invertire l'invecchiamento a livello dell'organismo.
Questi risultati sono una sorta di base per una macchina del tempo che torni a essere biologicamente giovani?? Anche se l'idea è attraente per alcuni, al momento ci sono troppo poche prove a riguardo. In ogni caso, rispetto agli altri Hallmark, nel campo della ricerca sulle cellule staminali si stanno facendo massicci investimenti.
Le terapie con cellule staminali sono onnipresenti da anni e hanno portato a notevoli miglioramenti nel trattamento di malattie come la leucemia. Inoltre, si ritiene che le cellule staminali abbiano un enorme potenziale nel campo della medicina dei trapianti.
È quindi meno una questione di mezzi che una questione di tempo finché i risultati della ricerca sulle cellule staminali verranno trasferiti al tema dell'anti-età e della durata della salute. Forse in futuro non dovremo più preoccuparci di come “restaurare” se potremo anche “preservare”.
Il prossimo articolo di questa serie si concentrerà sul nono segno distintivo dell'invecchiamento: Comunicazione intercellulare alterata.
