Cellula Staminale e cellula differenziata si parlano tra loro
Ogni organo e tessuto contiene cellule staminali unipotenti, in grado di generare tutte le cellule che lo compongono; quindi il fegato avrà le sue cellule staminali che formeranno le cellule del fegato per rimpiazzare quelle vecchie; il tessuto osseo avrà le sue cellule staminali unipotenti per generare le cellule delle ossa differenziate; il tessuto nervoso avrà le sue cellule staminali unipotenti per formare tette le cellule del cervello per sostituirle a quelle vecchie, e così via. Quindi è dalla cellula staminale che si originano le cellule mature differenziate di organi e tessuti. Grazie alle cellule staminali, l’organismo riesce a mantenersi giovane, sostituendo le cellule vecchie da quelle nuove. Quando le cellule staminali non riescono più a formare cellule nuove, il tessuto invecchia e piano piano muore.
Ogni tessuto è costituito dalle cellule staminali unipotenti, dalle cellule TAC e dalle cellule adulte differenziate.
Per capirci meglio, immaginate la pelle “a tre strati”:
- Lo strato più profondo chiamato strato germinale, dove risiedono le cellule staminali unipotenti che formano tutte le cellule della pelle;
- Uno strato intermedio costituito da cellule TAC che nascono dalle cellule staminali, e man mano che le cellule TAC si moltiplicano e migrano verso gli strati superficiali, tendono sempre più a differenziarsi ed a moltiplicarsi meno
- Lo strato superficiale costituito dalle cellule TAC completamente differenziate che sono diventate cellule dell’epidermide.
Una cellula staminale quando viene stimolata a replicarsi, forma due cellule staminali figlie, di cui una delle due si trasforma in cellula TAC, e l’altra rimane cellula staminale. La cellula TAC a sua volta con una numerosa serie di duplicazioni, formerà altre cellule TAC via via sempre più differenziarsi, sino ad evolvere a cellule dell’epidermide che si sostituiranno a quelle vecchie. Questo è il turnover delle cellule della pelle, che è più o meno simile a quello che avviene in tutti gli altri organi e tessuti, compresi i tumori.
Cellule staminali e cellule differenziate comunicano tra loro
Le cellule staminali sono generalmente quiescenti, mentre quelle differenziate sono attive ed hanno un metabolismo aerobico. Quando le cellule differenziate “di un determinato tessuto”, subisce un danno, iniziano a produrre radicali liberi e secernano proteine dello shock termico, e frammenti di collagene; i radicali liberi si combinano con lipidi e proteine, formando gli A.G.E (elementi delle glicazione avanzata). Gli A.G.E, i frammenti di collagene e le proteine di shock termico, migrano verso le cellule staminali, legandosi ai loro recettori RAGE. Le cellule staminali sono ricchi in superficie di recettori RAGE. Quindi quando c’è un danno ad un tessuto, le cellule danneggiate producono A.G.E, proteine di shock termico e frammenti di collagene, che migrano verso le cellule staminali, legandosi ai recettori RAGE. Appena i recettori RAGE si legano a questi fattori, la cellula staminale si sveglia dal suo lungo sonno, ed incomincia a moltiplicarsi, generando nuove cellule TAC che a loro volta formeranno le cellule differenziate che sostituiranno quelle vecchie. Appena le cellule differenziate vecchie vengono rimpiazzate da quelle nuove, lo stress ossidativo ed i RAGE diminuiscono, e le cellule staminali si riaddormentano.
Cellule staminali del Cancro sono costantemente stimolate dallo stress ossidativo e dagli A.G.E delle cellule tumorali differenziate – forse questo è il motivo della loro continua proliferazione.
Un meccanismo simile “dovrebbe avvenire nei tumori”, dove però le cellule differenziate (o parzialmente differenziate del tumore), generano costantemente stress ossidativo, e producono A.G.E, proteine di shock termico e frammenti di collagene. Queste sostanze migrando verso le cellule staminali del cancro, si legano ai recettori RAGE, inducendoli a proliferare per formare nuove cellule tumorali cancerose tumorali, che però essendo mal funzionali continueranno a produrre Radicali liberi ed A.G.E, stimolando costantemente le cellule staminali del cancro a moltiplicarsi all’infinito.
E’ importante anche sapere che mentre il metabolismo delle cellule tumorali differenziate è “quasi sicuramente aerobico”, quelle delle cellule TAC più profonde e quelle delle cellule staminali del cancro, sono anaerobiche e sfruttano la glicolisi spinta per produrre energia ed acido lattico; l’acido lattico secreto dalle cellule staminali, nutrirà le cellule TAC più differenziate, e loro essendo difettate produrranno stress ossidativo. Quindi si verifica un ciclo ininterrotto tra cellule staminali del cancro e cellule TAC in fase di differenziazione del cancro: l’uno produce acidità, nutrendo le cellule TAC parzialmente differenziate con acido lattico, e queste ultime usando l’ossigeno, produrranno Stress ossidativo ed A.G.E che stimoleranno i recettori delle cellule staminali a moltiplicarsi.
L’ambiente acido generato dalle cellule staminali del cancro e dalle cellule TAC meno differenziate, contribuiranno anche a degradare la matrice extracellulare, consentendo alle cellule TAC del tumore di avanzare verso gli strati più esterni.
Una cosa simile ai tessuti tumorali appena descritto, avviene nei tessuti normali, con l’unica differenza che mentre nei tumori, le cellule differenziate appena nate producono radicali liberi, nei tessuti sani. Le cellule differenziate nuove cessano di produrre radicali liberi, interrompendo la stimolazione e proliferazione delle cellule staminali del tessuto.
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