Il percorso di sviluppo di una cellula staminale dipende dalla sua forma

Per indirizzare una cellula staminale lungo il percorso di sviluppo desiderato, non è affatto necessario fornirle gli ormoni appropriati e altri segnali biochimici; è sufficiente semplicemente forzarla ad assumere la forma di una cellula del tessuto desiderato.

Cosa spinge le cellule staminali a trasformarsi in un tipo specifico di cellula? Ad esempio, come fanno le cellule staminali ossee a sapere di dover diventare cellule ossee anziché cellule cartilaginee? Queste domande sono di grande importanza sia per la scienza fondamentale che per quella applicata. Nella medicina rigenerativa, i tessuti malati vengono sostituiti da tessuti sani derivati dalle cellule staminali e i medici devono essere certi che le cellule staminali si trasformino nel tessuto desiderato.

È noto che tali cellule obbediscono a segnali chimici: un ormone può comandare a una cellula staminale di dare origine a un particolare tessuto maturo. D'altra parte, è dimostrato che la differenziazione cellulare dipende dal tipo di superficie su cui la coltura cellulare vive e si riproduce: il contatto della cellula con il substrato ne determina il destino. I ricercatori del National Institute of Standards and Technology (USA) suggeriscono che la trasformazione di una cellula staminale dipenda dalla forma che ha dovuto assumere.

Per far crescere il tessuto a partire dalle cellule staminali, i medici utilizzano impianti polimerici temporanei che fungono da substrato, una base tridimensionale. L'impianto scheletrico organizza le cellule nello spazio e ne dirige la crescita. Nell'esperimento, gli scienziati hanno impiantato cellule staminali del tessuto osseo su diversi tipi di tali impianti, che differivano per struttura spaziale. In questo caso, le cellule sono state coltivate senza l'aggiunta di ormoni o altre sostanze che potessero "informarle" sul percorso di sviluppo. Di conseguenza, solo in un caso su cinque le cellule staminali hanno iniziato ad accumulare calcio, a dimostrazione della loro trasformazione in una cellula ossea matura. Per aderire con successo a questo substrato, le cellule hanno dovuto allungarsi e dare origine a lunghi processi, ovvero assumere la forma di un osteocita maturo.

Pertanto, come scrivono gli autori sulla rivista Biomaterials, le cellule staminali possono essere indirizzate verso il percorso di sviluppo desiderato senza ricorrere a cocktail di segnali chimici. È sufficiente conferire loro la forma caratteristica, propria delle cellule del tessuto desiderato.

A prima vista, il risultato è strano e incomprensibile. È come dire che gli studenti diventano medici perché sono costretti a indossare il camice bianco durante la pratica medica. Gli scienziati devono ancora spiegare come la morfologia cellulare ne determini il comportamento. Ma, naturalmente, il metodo spaziale per la crescita di nuovi tessuti sembra più economico e semplice della "coltivazione" basata su segnali chimici.