Cellule staminali del cordone ombelicale

 
 
 

Il cordone ombelicale contiene circa 60-80 cc di sangue da cui vengono ottenute cellule staminali caratterizzate dall’esibire importanti proprietà rigenerative ed immunomodulatorie.


CELLULE STAMINALI, ASPETTI GENERALI


Cellule staminali: definizione

Le cellule staminali posseggono tre caratteristiche distintive: sono cellule (i) indifferenziate (ii) in grado di auto-rinnovarsi e (iii) di originare virtualmente qualsiasi organo o tessuto (1).


Tipi di cellule staminali

In base all’origine, le cellule staminali vengono classificate in:

-Cellule staminali embrionali (2)

-Cellule staminali del cordone ombelicale (3)

-Cellule staminali adulte (4).


CELLULE STAMINALI DEL CORDONE OMBELICALE


Il cordone ombelicale è ricco di staminali caratterizzate da elevate capacità sia proliferative/differenziative che anti-infiammatorie.


Caratteristiche

Nella popolazione di staminali cordonali, che consta di sotto-tipi cellulari dotati di un’intensa attività telomerasica ed un potenziale oncogenico pressoché nullo (3; 5), possono essere distinte:

-Cellule staminali cordonali simil-embrionali; possono originare virtualmente qualsiasi organo o tessuto (3)

-Cellule staminali cordonali mesenchimali; possono differenziare in linee cellulari adipogeniche, osteogeniche e condrogeniche (6)

-Cellule staminali cordonali ematopoietiche; capaci di differenziare in cellule di linea mieloide e linfoide (7)

  1. -Cellule staminali cordonali progenitrici endoteliali; capaci di differenziare in tessuti endoteliali (8; 9).

  2. -

Proprietà immunologiche

Le staminali cordonali mostrano una bassa espressione di antigeni del sistema maggiore di istocompatibilità (MHC I) ed assenza di espressione di antigeni associati all’MHC II (10). Sono capaci di spegnere le reazioni infiammatorie rilasciando fattori solubili (11) e riducono l’insorgenza di complicanze post trapianto, come rigetto e la malattia del trapianto contro l’ospite (12; 13).


Proprietà rigenerative

La capacità differenziativa delle staminali cordonali viene utilizzata nella medicina rigenerativa. Questo trova conferma, ad esempio, dall’evidenza che staminali mesenchimali cordonali possono originare cellule producenti insulina (14; 15), suggerendone un impiego terapeutico nella cura del diabete di tipo 1. Le progenitrici endoteliali, in aggiunta, in vivo hanno originato capillari funzionanti (16) dimostrando la loro rilevanza terapeutica nella rigenerazione vascolare (17).


CONSERVAZIONE DELLE CELLULE STAMINALI CORDONALI

Le cellule staminali cordonali possono essere efficacemente criopreservate (18) consentendone una possibile applicazione dopo lunghi periodi di tempo.


Raccolta e conservazione

Subito dopo il parto, il sangue cordonale viene raccolto, seguendo una procedura sicura per madre e figlio, in apposite sacche contenenti un anticoagulante. In seguito, il campione raccolto, dopo accurate analisi ematologiche, viene privato del plasma e crioconservato presso una biobanca in vapori di azoto a -196°C.


Criteri di scelta di una biobanca

Le cellule staminali cordonali possono essere raccolte una sola volta nella vita. Tuttavia, numerose sono le strutture in cui è possibile conservarle ed è quindi necessario prestare la massima attenzione nella scelta della struttura stessa. Seguono 9 parametri (Tabella 1), grazie ai quali è possibile determinare il livello qualitativo di una biobanca al fine di agevolare il percorso di scelta dei genitori.



Tabella 1. Nove parametri considerare per una scelta consapevole della biobanca cui affidare il proprio campione di cellule staminali cordonali.







BIBLIOGRAFIA

1. Thomson JA, Itskovitz-Eldor J, Shapiro SS, Waknitz MA, Swiergiel JJ, Marshall VS, Jones JM: Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts. Science 282:1145-1147, 1998

2. Menendez P, Bueno C, Wang L, Bhatia M: Human embryonic stem cells: potential tool for achieving immunotolerance? Stem Cell Rev 1:151-158, 2005

3. Francese R, Fiorina P: Immunological and regenerative properties of cord blood stem cells. Clinical Immunology In Press, Corrected Proof, 2010

4. Ikada Y: Challenges in tissue engineering. J R Soc Interface 3:589-601, 2006

5. McGuckin C, Forraz N: Potential for access to embryonic-like cells from human umbilical cord blood. Cell Prolif. 41:31-40, 2008

6. Jurga M, Lipkowski AW, Lukomska B, Buzanska L, Kurzepa K, Sobanski T, Habich A, Coecke S, Gajkowska B, Domanska-Janik K: Generation of Functional Neural Artificial Tissue from Human Umbilical Cord Blood Stem Cells. Tissue Eng Part A, 2009

7. Lee MW, Jang IK, Yoo KH, Sung KW, Koo HH: Stem and progenitor cells in human umbilical cord blood. Int J Hematol 92:45-51

8. Brown MA, Wallace CS, Angelos M, Truskey GA: Characterization of umbilical cord blood-derived late outgrowth endothelial progenitor cells exposed to laminar shear stress. Tissue Eng Part A 15:3575-3587, 2009

9. Ingram DA, Mead LE, Tanaka H, Meade V, Fenoglio A, Mortell K, Pollok K, Ferkowicz MJ, Gilley D, Yoder MC: Identification of a novel hierarchy of endothelial progenitor cells using human peripheral and umbilical cord blood. Blood 104:2752-2760, 2004

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11. Tasso R, Pennesi G: When stem cells meet immunoregulation. Int Immunopharmacol 9:596-598, 2009

12. Hippen KL, Harker-Murray P, Porter SB, Merkel SC, Londer A, Taylor DK, Bina M, Panoskaltsis-Mortari A, Rubinstein P, Van Rooijen N, Golovina TN, Suhoski MM, Miller JS, Wagner JE, June CH, Riley JL, Blazar BR: Umbilical cord blood regulatory T-cell expansion and functional effects of tumor necrosis factor receptor family members OX40 and 4-1BB expressed on artificial antigen-presenting cells. Blood 112:2847-2857, 2008

13. Vogtenhuber C, Bucher C, Highfill SL, Koch LK, Goren E, Panoskaltsis-Mortari A, Taylor PA, Farrar MA, Blazar BR: Constitutively active Stat5b in CD4+ T cells inhibits graft-versus-host disease lethality associated with increased regulatory T-cell potency and decreased T effector cell responses. Blood 116:466-474

14. Gao F, Wu DQ, Hu YH, Jin GX, Li GD, Sun TW, Li FJ: In vitro cultivation of islet-like cell clusters from human umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cells. Transl Res 151:293-302, 2008

15. Hu YH, Wu DQ, Gao F, Li GD, Yao L, Zhang XC: A secretory function of human insulin-producing cells in vivo. Hepatobiliary Pancreat Dis Int 8:255-260, 2009

16. Melero-Martin JM, Khan ZA, Picard A, Wu X, Paruchuri S, Bischoff J: In vivo vasculogenic potential of human blood-derived endothelial progenitor cells. Blood 109:4761-4768, 2007

17. Nagano M, Yamashita T, Hamada H, Ohneda K, Kimura K, Nakagawa T, Shibuya M, Yoshikawa H, Ohneda O: Identification of functional endothelial progenitor cells suitable for the treatment of ischemic tissue using human umbilical cord blood. Blood 110:151-160, 2007

18. Broxmeyer HE: Cord blood hematopoietic stem cell transplantation In StemBook Community TSCR, Ed., May 26, 2010

 

Cellule staminali e biobanche