Nel 2006 la ricerca sulle cellule staminali ha fatto un improvviso salto di qualità: sono state generate le “induced Pluripotent Stem Cells” comunemente indicate con la sigla iPS. Al contrario delle cellule staminali adulte ed embrionali le iPS non esistono in natura, ma sono generate artificialmente in laboratorio.
In quell’anno, Shinya Yamanaka ha fatto una sensazionale scoperta che, solo sei anni più tardi, gli è valsa il premio Nobel in fisiologia e medicina: ha scoperto un nuovo modo per ‘riprogrammare’ cellule specializzate adulte in cellule staminali. Queste cellule cresciute in laboratorio sono pluripotenti – ossia possono produrre ogni cellule del corpo- e vengono chiamate cellule staminali pluripotenti indotte, o cellule iPS. In natura solo le cellule staminali embrionali sono per natura pluripotenti. La scoperta di Yamanaka significa che, in teoria, ogni cellula del corpo capace di dividersi può ora essere trasformata in una cellula pluripotente.
Si parte da una qualsiasi cellula, generalmente una cellula che si può isolare dalla cute, il fibroblasto, facile da raccogliere e da coltivare in vitro. Si inseriscono 4 geni – Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc – detti anche “Yamanaka factors” dal nome del ricercatore giapponese che li ha scoperti e la cellula si trasforma in una cellula staminale pluripotente sostanzialmente identica ad una cellule staminale embrionale.
Come le cellule staminali pluripotenti derivate da un embrione le iPS si propagano facilmente e indefinitamente in vitro e possono dare origine a tutti quei famosi 200 tipi cellulari che formano il nostro corpo. Rispetto alle staminali embrionali le iPS hanno anche il vantaggio di non indurre una reazione di rigetto se vengono trapiantate nello stesso paziente da cui sono state ottenute. Infatti, le cellule staminali embrionali sono inevitabilmente eterologhe, cioè derivate da un individuo diverso dal paziente a cui sono destinate e quindi, come avviene per i trapianti d’organo, è necessario deprimere il sistema immunitario per evitare qualsiasi reazione avversa.
Le cellule staminali pluripotenti sono una fonte rinnovabile di cellule che hanno il potenziale per riparare i tessuti danneggiati o curare malattie degenerative. Hanno il potenziale per curare una miriade di patologie, tra cui cancro, diabete, disturbi ematologici e malattie cardiovascolari, infiammatorie e neurodegenerative. Fino ad ora il sistema immunitario è stato un ostacolo importante per le terapie con cellule staminali o il trapianto di organi. Di solito, si utilizzavano farmaci in grado di sopprimere l’attività immunitaria per ridurre il rischio di rigetto. Tuttavia, l’uso di immunosoppressori poteva causare effetti collaterali negativi per i pazienti.
In un recente rapporto, alcuni ricercatori hanno progettato cellule staminali pluripotenti geneticamente modificate che utilizzano l’editing del gene CRISPR-Cas9 per creare cellule invisibili al sistema immunitario. Cellule staminali di nuova alterazione con due geni complessi di istocompatibilità eliminati (MHC di classe I e II) e sovraespressione della proteina CD47 non hanno innescato una risposta immunitaria. Inoltre, le cellule staminali pluripotenti erano specializzate come diversi tipi di cellule cardiache che formavano vasi sanguigni e tessuto muscolare cardiaco in topi umanizzati. Questo suggerisce una soluzione per il rifiuto ed è un passo avanti nel campo della ricerca sulle cellule staminali. Sono necessarie ulteriori ricerche per vedere se questa tecnica potrebbe essere utilizzata nei pazienti senza la necessità di un approccio di trattamento individualizzato.
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