Staminali tumorali, la benzina del cancro

Le cellule staminali sono diverse dalle altre essenzialmente per due proprietà: da un lato sono in grado di replicarsi infinitamente o quasi, mentre le cellule di tutti i tessuti, dopo un certo numero di divisioni, normalmente si esauriscono. Dall’altro lato hanno la capacità di assumere le caratteristiche di altre cellule dell’organismo deputate a funzioni specifiche, attraverso il processo detto di “differenziamento”.

Per queste peculiarità si ritiene che le cellule staminali siano all’origine dei “pezzi di ricambio” per la riparazione degli organi danneggiati dall’usura del tempo e che possano essere utilizzate per la terapia di diversi tipi di malattie degenerative e oncologiche. Sono, infatti, al centro della ricerca della medicina rigenerativa, il cui obiettivo è ottenere tessuti o addirittura organi interi da sostituire a quelli danneggiati. Tranne poche eccezioni, la maggior parte degli studi al riguardo sono però ancora in fase sperimentale. Occorre per questo guardarsi dalle offerte di cure miracolose veicolate per lo più da siti web e spesso praticate in Paesi dove leggi, regole e controlli sanitari sono limitati. Negli ultimi anni in Italia il gruppo coordinato da Michele De Luca, all’Università di Modena e Reggio Emilia, ha ottenuto risultati all’avanguardia nel mondo per la riparazione, con cellule staminali, della cute e delle cornee danneggiate, nei casi in cui il trapianto non è un’opzione. È inoltre già in uso da diversi anni il trapianto di cellule staminali per curare alcuni tumori del sangue, in particolare linfomi e certi tipi di leucemie.

Le prospettive di ricerca sul ruolo delle cellule staminali nel cancro sono ampie, in particolare per le cosiddette cellule staminali tumorali. In diversi tipi di tumore è stata infatti dimostrata la presenza di cellule staminali del cancro che, concordano diversi esperti, sono responsabili della resistenza alle terapie convenzionali, delle recidive e delle metastasi in molti tipi di cancro. Sembra infatti ormai chiaro che le staminali tumorali danno origine, spesso a distanza di anni, alle riprese di malattia che possono colpire pazienti il cui cancro, in un primo momento, sembrava del tutto eliminato. Ciò vale anche per le metastasi, data la capacità di queste cellule di diffondersi nell’organismo.

Il numero di cellule staminali può inoltre contribuire all’aggressività della malattia ed esse potrebbero quindi rappresentare un bersaglio importante per le terapie. I ricercatori le utilizzano anche per riprodurre alcune caratteristiche del tumore in cellule in coltura o in animali di laboratorio, e per sperimentare la sicurezza e l’efficacia delle diverse cure.

I ricercatori stanno quindi studiando i meccanismi cellulari che distinguono le staminali del cancro da quelle che sostengono il normale ricambio di tessuti dell’organismo, per colpire solo le prime in maniera mirata. A questo scopo sono già in fase di sperimentazione alcune categorie di farmaci.

Altre linee di ricerca stanno cercando di rendere le staminali del cancro più suscettibili alle terapie, alle quali di solito esse resistono. Altri studiosi pensano di sfruttare le staminali tumorali come “testimoni” del decorso del cancro, che spesso inizia anni o decenni prima del manifestarsi della malattia. In questo modo intendono ricavare indizi sul ruolo di comportamenti e abitudini nella genesi della malattia e trovare il modo di arrivare a una diagnosi più precoce. Lo studio delle caratteristiche delle staminali del cancro potrebbe anche consentire ai ricercatori di predire l’evoluzione di un tumore.

Tra le cellule staminali non tumorali, le cellule staminali embrionali sono dette totipotenti nelle primissime fasi di sviluppo, perché sono capaci di originare tutte le cellule di un organismo, anche quelle degli annessi extraembrionali, come per esempio la placenta. Nelle fasi successive diventano, invece, pluripotenti, cioè in grado di generare tutte le cellule dell’organismo, tranne appunto quelle dei tessuti extraembrionali.

Cellule con caratteristiche simili alle staminali embrionali sono state trovate anche negli individui dopo la nascita. Di solito sono chiamate cellule staminali adulte, sebbene si trovino anche nei neonati e nei bambini e per questo sarebbe preferibile definirle somatiche, anziché adulte. Queste cellule non hanno le complete potenzialità delle staminali embrionali, capaci di produrre tutti i possibili tessuti dell’organismo, ma sono già indirizzate in una determinata direzione. Per esempio, le cellule staminali somatiche ematopoietiche sono capaci di generare ogni cellula del sangue (globuli rossi, globuli bianchi e piastrine), ma non altri tipi di cellule. Queste cellule sono dette multipotenti perché in grado di replicarsi e dare origine a più tipi di cellule, tutte però legate a una precisa funzione. Altre cellule staminali multipotenti, come quelle del tessuto adiposo, possono però differenziarsi in cellule molto diverse, come quelle del tessuto cartilagineo e osseo.

Inizialmente si pensava che le cellule staminali somatiche si trovassero solo laddove servisse un continuo ricambio di cellule, come nel midollo osseo per la produzione del sangue o a livello della mucosa intestinale. Tuttavia, i ricercatori ne stanno trovando praticamente in ogni parte dell'organismo. Mentre quelle che rimpiazzano le cellule del sangue o dell’intestino sono in continua attività, quelle localizzate nei diversi organi e tessuti – nei muscoli, nel fegato e persino nel sistema nervoso – sono in uno stato quiescente da cui si risvegliano solo in particolari condizioni. Le cellule staminali del cancro possono essere considerate l’equivalente “malato” di questo tipo di cellule, all’interno del tessuto tumorale: possono considerarsi dunque la benzina della neoplasia, sostenendo la crescita e l'eterogeneità tumorale.

Da alcuni anni è possibile produrre anche in laboratorio cellule staminali dette iPS (staminali pluripotenti indotte) a partire da cellule provenienti dalla pelle o da altre parti dell’organismo di un individuo. In questo modo tali cellule fanno un percorso a ritroso lungo il proprio processo di differenziamento. La scoperta ha permesso di superare in qualche misura i problemi etici legati all’uso delle staminali embrionali, evitando allo stesso tempo il rischio di rigetto in caso di trapianto da donatore. Inoltre, la tecnica offre, almeno in teoria, una notevole disponibilità di cellule staminali provenienti dal medesimo paziente che deve essere curato. Prima di passare alle applicazioni cliniche, tuttavia, occorre accertare sicurezza ed efficacia di questo metodo con apposite sperimentazioni negli esseri umani. Fra i rischi da considerare vi è la possibilità che queste cellule, quale effetto collaterale della riprogrammazione in laboratorio, possano assumere caratteristiche tumorali.

Un’altra ricca fonte di cellule staminali è il sangue del cordone ombelicale (ricco di staminali ematopoietiche). Per questo al momento del parto le donne sono spesso invitate a conservarlo in apposite biobanche. Il tessuto potrebbe infatti servire per un eventuale trapianto a pazienti per i quali non siano disponibili in famiglia donatori compatibili.

Nelle biobanche pubbliche si possono conservare cellule staminali del cordone da usare per il bambino stesso o per un membro della sua famiglia, qualora il nascituro o un suo consanguineo presentino una patologia per la quale è indicato il trapianto di cellule staminali ematopoietiche. Tra queste vi sono leucemie, linfomi, emoglobinopatie e alcune malattie congenite del metabolismo. Senza il riconoscimento della validità clinica della patologia, la conservazione di queste cellule per uso personale o familiare – la cosiddetta donazione dedicata – non è autorizzata in Italia. Chi lo desidera può ricorrere a biobanche private estere, ma molti esperti hanno dubbi sull’utilità di questa procedura per diverse ragioni. La probabilità di averne bisogno in futuro è infatti remota e, inoltre, non esistono prove che il materiale, conservato per tanti anni, non si alteri. Infine, l’affidabilità tecnica, etica ed economica delle biobanche stesse non è sempre accertata.

L’ematologia è il campo in cui il trapianto di cellule staminali è già largamente utilizzato, soprattutto per la cura di alcune forme di leucemie e linfomi, ma anche di altre gravi malattie congenite o acquisite e per consentire trattamenti aggressivi che, insieme alle cellule tumorali, distruggono anche le cellule del sangue. In questo caso le staminali che dovranno ristabilire le popolazioni cellulari vengono prelevate prima del trattamento intensivo, e poi reinfuse nei pazienti. Si parla in tal caso di autotrapianto.

All’autotrapianto si può talvolta ricorrere per curare leucemie o altri tumori del sangue, sottoponendo i pazienti a massicce dosi di chemio e radioterapia. In tal modo si distruggono tutte le cellule da cui originano le cellule del sangue, incluse quelle malate.

Quindi, per ripristinare le popolazioni di cellule sane, ai pazienti vengono infuse le proprie staminali, che in precedenza sono state raccolte, filtrate e adeguatamente conservate (trapianto autologo o autotrapianto). In alternativa sono infuse quelle prelevate da un donatore (trapianto eterologo o allogenico).

Le cellule staminali da trapiantare possono essere prelevate dal midollo osseo, pungendo in anestesia le ossa del bacino, oppure possono essere ricavate dal sangue periferico. In questo caso occorre aumentarne il numero, somministrando al donatore, nei giorni precedenti il prelievo, un farmaco che promuove la crescita di staminali nel midollo osseo e il loro passaggio al sangue circolante.

Accanto a questo uso delle staminali ematopoietiche consolidato da decenni, recentemente l’utilizzo di queste cellule è stato valutato in abbinamento alla terapia genica per il trattamento di alcune patologie genetiche, come alcune forme di malattie del sangue e una rara forma di immunodeficienza. In questi casi le staminali vengono modificate in laboratorio per correggere, in modi diversi, il difetto genetico alla base della malattia e poi reinfuse nei pazienti.

Un altro settore in cui si è già passati dalla teoria alla pratica è quello che prevede l’uso di cellule staminali di tipo epiteliale per la rigenerazione della cornea. Questo metodo è in genere usato in pazienti in cui la cornea è stata gravemente danneggiata, per lo più in seguito a gravi ustioni. Dopo l’intervento i pazienti di solito tornano a vedere. Altre applicazioni riguardano la pelle ustionata o colpita da gravi malattie ereditarie. In alcuni casi, l’utilizzo di queste cellule staminali – come per quelle ematopoietiche – è stato abbinato alla terapia genica per correggere difetti genetici.

Le cellule staminali embrionali, quelle adulte e quelle riprogrammate in laboratorio (iPS), sono oggetto di studio in molti laboratori nel mondo come potenziale fonte di rigenerazione di tessuti danneggiati in seguito a malattie come infarti, malattie oculari, patologie neurodegenerative, immunitarie, metaboliche o causate da incidenti. I risultati raccolti finora non hanno destato particolari criticità sotto il profilo della sicurezza, ma le possibili applicazioni sono ancora sperimentali.

Nel midollo osseo, oltre alle cellule staminali emopoietiche, sono presenti anche le cellule “stromali” o “mesenchimali”, che si ritrovano anche in altri tessuti, come il tessuto adiposo. L’interesse in merito a queste cellule a oggi riguarda principalmente la loro capacità di modulare i processi immunitari e infiammatori, o il possibile uso in medicina rigenerativa per la produzione di nuovi neuroni da utilizzare per curare malattie neurologiche.

La ricerca sulle cellule staminali del cancro è molto attiva, su diversi fronti. Da un lato si cerca di conoscere nel dettaglio queste diverse popolazioni di cellule che alimentano i tumori e il ruolo che giocano nella loro evoluzione, in modo da stabilire l’approccio terapeutico più adeguato. Dall’altro, si tenta di identificare possibili bersagli per lo sviluppo di nuove terapie.

Le cellule staminali del cancro possono essere utilizzate per riprodurre in laboratorio alcune parti o caratteristiche dei tumori. Tali studi permettono di sperimentare i farmaci più promettenti e di identificare i pazienti che potrebbero trarre maggiori benefici da ciascuna terapia. Inoltre, aiutano a comprendere i meccanismi che favoriscono la formazione di metastasi.

A oggi sono diverse le strategie terapeutiche con cui si cerca di colpire specificatamente le cellule staminali del cancro o il loro microambiente. Si tratta di approcci valutati in diversi tipi di tumori, soprattutto in fase preclinica, e in alcuni casi anche nei pazienti stessi. Tuttavia, sono ancora strategie sperimentali, la cui sicurezza ed efficacia dovrà essere provata in studi più ampi e per lunghi periodi di tempo.