13 1.1 Cellula staminale, nicchia emopoietica e ambiente midollare Bernhard Gentner1,2,3,* 1San Raffaele Telethon Institute for Gene Therapy (SR-Tiget), Milano, Italy 2Hematology and Bone Marrow Transplant Unit, IRCCS Ospedale San Raffaele, Milano, Italy 3Department of Oncology, Immuno-Oncology Service, UNIL-CHUV, Lausanne, Switzerland Email address: gentner.bernhard@hsr.it; bernhard.gentner@chuv.ch *Corresponding author Abstract: Il mondo delle cellule staminali ematopoietiche rappresenta una fonte di grande interesse in quanto è visto come una valida arma terapeutica per trattare, attraverso il trapianto e poi la terapia genica, in modo innovativo e potenzialmente più efficace, malattie altrimenti difficilmente curabili, come l’insufficienza midollare, i tumori ematologici, le malattie genetiche e le alterazioni a carico del sistema immunitario. La nostra comprensione delle cellule staminali del sangue si basa su quasi un secolo di ricerca di base, applicata e clinica. L’ematologia è spesso stata un banco di prova per le nuove tecnologie e ha quindi ispirato molte altre aree della biologia e della medicina. I recenti salti quantici tecnologici e gli studi clinici innovativi stanno fornendo una visione senza precedenti dell’ematopoiesi, pronta per essere tradotta in approcci innovativi di terapia cellulare che hanno il potenziale di fornire miglioramenti concreti nella cura dei pazienti. Questo capitolo introduttivo mira a fornire una visione contemporanea della biologia delle cellule staminali ematopoietiche e della loro nicchia, evidenziando quelle che potrebbero essere alcune aree di rilevanza per la pratica trapiantologica. Keywords: cellula staminale ematopoietica, HSC, modello di ematopoiesi, nicchia emopoietica, ambiente midollare 1. Introduzione La cellula staminale emopoietica (Hematopoietic Stem Cell, HSC) è l’elemento critico che ci ha permesso di trattare, attraverso il trapianto, pazienti con insufficienza midollare, tumori ematologici, malattie genetiche o alterazioni dell’immunità. Il trapianto di cellule staminali ematopoietiche rappresenta infatti la terapia rigenerativa più praticata al mondo. Due principali caratteristiche contraddistinguono le cellule staminali: - Self renewal, ovvero la capacità di auto-rinnovarsi e quindi di persistere per decenni; - Multipotency, ovvero la capacità di differenziarsi in tutte le cellule di origine ematopoietica. Da un punto di vista teorico, una singola cellula staminale è sufficiente per ricostruire l’intero tessuto emopoietico. In realtà, un trapianto dovrebbe idealmente includere una popolazione policlonale di cellule staminali ematopoietiche per ridurre il rischio di graft failure e l’insorgenza di tumori maligni secondari. Inoltre, sta emergendo il concetto che le cellule staminali sono funzionalmente eterogenee l’una dall’altra, distinguendosi per il grado del loro stato di quiescenza, la loro capacità di proliferare e la loro propensione a differenziarsi verso un particolare lignaggio. La profondità della quiescenza, associata ad una bassa attività biosintetica ed a un’elevata attività della via di segnalazione dell’acido retinoico, contraddistinguono le cellule staminali con il più alto tasso di auto-rinnovamento [1]–[3]. Un’altra caratteristica distintiva della staminalità è il tempo in cui una cellula emopoietica primitiva può generare i diversi elementi del sangue. Una cellula che può svolgere questa funzione per alcune settimane viene spesso definita progenitore multipotente (multipotent progenitor, MPP), mentre le cosiddette shortterm HSC (ST-HSC) possono essere operative per mesi e le long-term HSC (LT-HSC) per anni, potenzialmente per tutta la vita. 1. Aspetti Generali
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