Staminali embrionali, germinali ed adulte.

Si ritrovano nel corso dello sviluppo embrionale; quelle sicuramente più caratterizzate sono quelle della massa interna della blastocisti (Implicazioni etiche. La blastocisti può essere considerata persona? Negli anni ’80 dei ricercatori americani sono riusciti ad isolare la massa interna della blastocisti murina, negli anni ’90 anche nella blastocisti umana. Sia nel primo che nel secondo caso tali cellule, messe in coltura sono in grado di differenziare nei diversi lineage differenziativi. Proprio per questo nel 2007 fa è stato dato il Nobel ad un gruppo di lavoro, tra cui l’italo-americano Mario Capecchi, Martin Evans, and Oliver Smithies).

Dopo la fecondazione lo zigote inizia a dividersi fino formare la morula (stadio ad 8 cellule). È noto che ogni blastomero formante la morula, se messo in coltura, è in grado di formare una normale blastocisti la quale, se impiantata, porterà alla formazione di un normale individuo. Ogni blastomero è quindi una vera e propria cellula totipotente, in grado di formare un’intera blastocisti. Si passa dalla morula alla blastocisti quando si ha la formazione di una cavità piena di liquido, detta blastocele.

Le cellule della blastocisti, dopo l’impianto (14° giorno dalla fecondazione) e dopo la gastrulazione (transizione epitelio-mesenchimale nell’uomo), portano alla formazione dei tre foglietti germinativi (ecto, meso e endoderma) da cui origineranno tutti gli organi dell’individuo.

La blastocisti è in questo stadio è formata da uno strato più esterno di cellule, il trofoblasto e da cellule più interne, le inner cell mast.

Le cellule del trofoblasto sono già committed quindi già edotte: quelle più esterne, il sincizio trofoblasto erodono la parete della mucosa uterina per impiantare l’embrione nell’utero materno, mentre quelle del citotrofoblasto parteciperanno alla formazione degli annessi embrionali.

Le cellule più interne (inner cell mast) quindi le cellule staminali della blastocisti, formeranno invece i tre foglietti germinativi. Queste ultime sono però diverse dal blastomero, poiché queste non possono formare il trofoblasto (fanno solo i tre foglietti germinatici, ma non l’intera blastocisti); per questo motivo sono considerate cellule pluripotenti (NON totipotenti), come una cellula staminale adulta.

Quindi già nei primi stadi di sviluppo embrionale si ristringe la potenzialità di sviluppo di una cellula staminale.

Come può un singolo foglietto germinativo, dar vita a cellule e tessuti totalmente differenti sia dal punto di vista strutturale che funzionale?

Endoderma: polmoni, pancreas, stomaco

Mesoderma: muscoli, reni

Ectoderma: sistema nervoso (occhi, cervello, corda spinale, spermatozoi, ovuli), pelle, ghiandola mammaria, capelli.

Lo stesso tessuto osseo possiede cellule con origini totalmente differenti: osteoclasti (sistema monocito macrofagiche), osteociti, osteoblasti (cellule staminali mesenchimali)

Martin Evans, e Oliver Smithies misero a punto una tecnica per separare i blastomeri della blastocisti.

Mario Capecchi sfruttò tale tecnica per creare topi know-uot (si forma un costrutto in cui un determinato gene viene silenziato, x esempio eliminando un esone del gene specifico, ed al suo posto viene messa x esempio un gene per la resistenza ad un antibiotico; per far questo viene sfruttata la ricombinazione omologa che avviene nella blastocisti –il gene target viene rimpiazzato dal costrutto creato in laboratorio-. Queste blastocisti poi si reimpiantano in utero; la progenie che si ottiene (attraverso vari incroci) avrà silenziato quel gene specifico.