Scienze & Tecnologia
L'importanza delle cellule totipotenti e la loro “creazione” in vitro
Le cellule totipotenti sono delle cellule molto speciali con un potenziale enorme nelle applicazioni mediche. Ci sono tantissimi gruppi di ricerca che le studiano e uno di questi gruppi è riuscito a crearli partendo da cellule pluripotenti manipolando la disponibilità di determinati metaboliti.
Cosa sono le cellule totipotenti?
Le cellule totipotenti hanno la capacità di svilupparsi in qualsiasi altro tipologia di cellula e di sviluppare un intero organismo. Sono presenti solo poco dopo la fecondazione all'inizio dello sviluppo embrionale. Vengono anche chiamate cellule staminali totipotenti. Durante lo sviluppo dell'embrione però queste cellule totipotenti diventano cellule pluripotenti.
Le cellule pluripotenti
Le cellule pluripotenti, chiamate anche cellule staminali embrionali, sono diverse perché hanno in parte perso il potenziale totale delle cellule totipotenti e sono già “indirizzate”. Le cellule pluripotenti possono svilupparsi in qualsiasi tessuto ma non sono più in grado di sviluppare un intero organismo.
Le cellule totipotenti e pluripotenti possono essere trovate solo durante i primissimi stadi di sviluppo dell'embrione e poi non esistono più nel nostro organismo, possono però essere isolate e fatte crescere in vitro, cioè in laboratorio.
Un gruppo di ricerca di Helmholtz Zentrum München ha fatto proprio questo: ha studiato le cellule totipotenti e ha cercato di capire la differenza tra le cellule pluripotenti e quelle totipotenti. Una delle possibili differenze che i ricercatori hanno trovato è che le cellule totipotenti e pluripotenti hanno esigenze e attività metaboliche diverse. Questi risultati aprono nuove possibilità nella riprogrammazione cellulare e quindi nelle future ricerche mediche.
Le fasi della ricerca
Nella prima fase della ricerca, gli studiosi hanno confrontato l'espressione genica delle cellule totipotenti e pluripotenti. Hanno scoperto differenze negli enzimi metabolici e nei regolatori coinvolti nei processi metabolici (nella glicolisi, nel ciclo TCA, nel trasporto degli elettroni e nel metabolismo della glutammina).
Successivamente hanno scoperto che le cellule totipotenti consumano quantità diverse di ossigeno rispetto alle cellule pluripotenti.
Grazie a questi risultati sono quindi arrivati a formulare una ipotesi secondo cui aggiungendo specifici metaboliti (cioè di prodotti coinvolti nei processi metabolici), le cellule pluripotenti si potessero riprogrammare in modo da indurre la formazione di cellule totipotenti.
Dopo aver analizzato 20 diversi metaboliti, il gruppo ha identificato con successo tre metaboliti che, per la prima volta, era in grado di indurre la formazione di cellule totipotenti in coltura.
Grazie a questa ricerca si aprono tante possibilità di terapie ed interventi in malattie che finora non erano possibili.