Abstract

Le cellule staminali embrionali umane (hESC) hanno un grande potenziale per il trattamento di varie malattie degenerative. Le hESC pluripotenti hanno una grande capacità di auto-rinnovarsi illimitatamente in coltura e di differenziarsi in tutti i tipi di cellule del corpo. Il viaggio della ricerca sulle cellule staminali embrionali non è così tranquillo, in quanto ha affrontato diverse sfide che si limitano non solo alla formazione di tumori e all’immunoreazione, ma anche ad aspetti sociali, etici e politici. L’isolamento delle cellule staminali embrionali dall’embrione umano è considerato altamente discutibile in quanto richiede la distruzione dell’embrione umano. La questione è stata dibattuta e discussa sia nelle piattaforme pubbliche che in quelle governative, il che ha portato alla messa al bando della ricerca sugli hESC in molti paesi del mondo. Il divieto ha influenzato negativamente il progresso della ricerca hESC, in quanto molti governi federali di tutto il mondo hanno interrotto i finanziamenti alla ricerca. In seguito, alcuni paesi hanno revocato il divieto e consentito il finanziamento della ricerca sulle cellule staminali embrionali, ma il danno è già stato fatto sul progresso della ricerca. In queste condizioni sfavorevoli, sono stati fatti ancora alcuni progressi per isolare, coltivare e caratterizzare le hESC usando diverse strategie. In questa rassegna, abbiamo riassunto varie strategie utilizzate per isolare, coltivare e caratterizzare con successo le hESC. Infine, le hESC sono una grande promessa per le applicazioni cliniche con strategie adeguate per ridurre al minimo la formazione di teratomi e l’immunoreiezione e migliori strategie di trapianto di cellule.

1. Cellule staminali embrionali: Scoperta precoce e procedura di isolamento

Le cellule staminali embrionali (ESC) furono isolate per la prima volta da embrioni di topo nel 1981, e la parola “cellula staminale embrionale” fu coniata per la prima volta da Gail R. Martin. Tuttavia, il mondo è venuto a conoscenza delle CSE con la scoperta rivoluzionaria del 1998, quando Thomson e il suo team hanno mostrato per la prima volta una tecnica per isolare le CSE da embrioni umani. In seguito, i ricercatori hanno dimostrato che le hESC hanno la capacità di differenziarsi in tutte le cellule del corpo, comprese le cellule beta delle isole di Langerhans, le cellule neurali, i cardiomiociti e le cellule simili agli epatociti. Le capacità pluripotenti delle hESC hanno dato speranza a milioni di pazienti che soffrono di diabete, morbo di Parkinson, malattie cardiovascolari e malattie del fegato. Considerando che le hESC hanno un grande potenziale terapeutico, diverse linee di hESC sono state generate in tutto il mondo. Una delle sfide delle hESC era il metodo di isolamento delle cellule staminali dall’embrione umano, poiché le hESC possono essere ottenute solo dalla massa cellulare interna (ICM) dell’embrione umano. I ricercatori hanno riferito che la ICM può essere ottenuta da embrioni umani freschi o congelati. Successivamente, sono stati sviluppati diversi metodi per isolare la MCI da un singolo embrione umano, che includono la dissezione meccanica, in cui la MCI viene isolata mediante pressione meccanica. L’ICM può anche essere isolata utilizzando la dissezione laser e utilizzando procedure di immunosoccorso. Ci sono vari vantaggi nell’utilizzo di una procedura di immunosurgery per isolare l’ICM, ma questo comporta anche alcuni svantaggi. Per esempio, la procedura di elettrochirurgia richiede mezzi di coltura che contengono siero di cavia; quindi, l’uso di siero animale rende la tecnica di elettrochirurgia non adatta per la generazione di linee hESC di grado clinico. In un altro metodo, le linee di hESC possono essere isolate da ICM mediante microdissezione di blastocisti umane utilizzando aghi sottili. La biopsia laser-assistita è anche la tecnica più promettente per l’isolamento xeno-free dell’ICM. Dopo l’isolamento dell’ICM, le cellule staminali vengono coltivate per generare le CSE utilizzando strati alimentatori, matrici extracellulari, proteine, peptidi e polimeri sintetici. Vantaggi e svantaggi dei vari metodi di isolamento ICM sono riassunti nella tabella 1.

L’isolamento di ICM richiede la distruzione di embrioni umani che ha sollevato serie preoccupazioni etiche. Per soddisfare la questione etica, i ricercatori hanno dimostrato un approccio alternativo per isolare le hESC da un singolo blastomero senza uccidere o distruggere l’embrione umano. Per esempio, durante i test genetici preimpianto, la biopsia dell’embrione che porta un singolo blastomero può essere ottenuto da pazienti (Klimanskaya et al., 2009). È stato riportato che 5 linee di hESC sono state ottenute con successo da una singola biopsia di blastomero. Il successo di ottenere hESC di buona qualità dipende dalla qualità delle blastocisti e dalle procedure di isolamento e dalle condizioni di coltura. È stato riportato che 2 linee di hESC sono state ottenute da 4 blastocisti, mentre solo 3 linee di hESC potrebbero essere isolate da 13 blastocisti e, in alcuni casi, solo 3 linee di hESC potrebbero essere isolate da 58 blastocisti . Queste differenze nell’isolamento di linee di CSE da blastocisti diverse sono dovute principalmente alla qualità degli embrioni e dipendono anche dal metodo di isolamento degli embrioni e dai protocolli di coltura. Per esempio, se un embrione è ottenuto attraverso un metodo di fecondazione in vitro, allora c’è una grande possibilità che gli embrioni avranno un’alta incidenza di anomalie cromosomiche postzigotiche che possono alla fine dare scarsa qualità delle hESC.

Nei topi, le cellule staminali pluripotenti possono anche essere derivate dall’epiblasto di embrioni allo stadio post-impianto, comunemente note come cellule staminali dell’epiblasto. Queste cellule staminali pluripotenti mostrano caratteristiche primed e sono altamente dipendenti dall’attivazione delle vie di segnalazione FGF e activin per il loro auto-rinnovamento. Di conseguenza, nei topi sono state definite tre distinte condizioni di pluripotenza, vale a dire le condizioni naive, primed e ground pluripotency.

2. Coltivazione di hESCs con o senza cellule feeder

Una volta raccolto il blastomero, esso viene normalmente coltivato in cocoltura con l’embrione bioptico dei genitori in un mezzo contenente fibronectina e laminina. L’aggiunta di laminina nei mezzi di coltura è importante per la formazione di aggregati simili alle cellule staminali embrionali (ESC). Inoltre, ci sono rapporti che suggeriscono che l’aggiunta di mezzi privi di siero e di fattori di crescita dei fibroblasti aumenta la proliferazione delle cellule staminali e impedisce alle cellule staminali embrionali di subire la differenziazione. Abbiamo descritto brevemente varie condizioni di coltura che sono stati utilizzati per migliorare sia la qualità e la quantità di generazione di hESCs.

2.1. Cellule di topo alimentatore per crescere hESCs

Fibroblasto embrionale di topo (MEF) cellule o cellule di topo alimentatore sono considerati elementi più importanti per hESCs perché MEF fornisce condizioni favorevoli per la crescita e l’espansione di hESCs (Figura 1). È stato riportato che MEF sono molto importanti per la generazione di successo di linee hESC. Inoltre, tutte le prime linee hESC sono stati coltivati in media contenente fattori di crescita e citochine secreti da cellule MEF, e questi fattori di crescita e citochine sono necessari per mantenere la pluripotenza delle cellule staminali. Poiché MEF è stato derivato da una fonte di topo, ha posto seri problemi etici o di salute per le hESC. Inoltre, l’uso di cellule di origine animale può trasmettere patogeni infettivi di origine animale per hESCs e renderli non adatti per l’utilizzo umano. È stato riportato che le cellule MEF contengono particelle virali che sono in grado di infettare le hESC durante la cultura. Inoltre, alcuni ricercatori hanno utilizzato il siero bovino per la cultura hESCs, ma l’uso di siero di origine animale può trasmettere prioni e virus animali nella cultura delle cellule staminali embrionali. È stato riferito che le cellule e i sieri di origine animale possono trasmettere virus e altri agenti patogeni nelle cellule staminali embrionali attraverso l’interazione cellula-cellula durante la cultura in vitro. Inoltre, queste molecole patogene possono contaminare l’intera cultura hESC. Nel caso in cui le CSE siano contaminate da tali agenti patogeni, il problema della contaminazione può persistere anche se le CSE vengono successivamente trasferite in condizioni di coltura senza animali. Un altro problema con le cellule di alimentazione del topo e il siero/proteine di derivazione animale è che contengono anche acido sialico non umano (Neu5GC) che può anche porre un grave problema di contaminazione per le hESC. Ad esempio, è stato riportato che l’acido sialico di origine animale è entrato metabolicamente nella superficie cellulare delle hESC e ha contaminato le cellule staminali embrionali.

Figura 1

Cultura di cellule staminali embrionali umane: le cellule staminali embrionali umane possono essere coltivate sulle cellule feeder del topo (MEF).

2.2. Per evitare prodotti di origine animale e contaminazioni tra specie diverse, i ricercatori hanno sviluppato mezzi di coltura che non contengono componenti animali e allo stesso tempo supportano la crescita e l’espansione delle cellule staminali embrionali. È stato riportato che le cellule umane possono essere utilizzate per la cultura hESC; per esempio, le cellule delle tube di Falloppio umane, il prepuzio fetale, il muscolo e la pelle fetali, le cellule stromali fetali transgeniche del fegato, il midollo osseo, il cordone ombelicale, le cellule placentari e le cellule endometriali sono state segnalate per sostenere la cultura e l’espansione delle cellule staminali. Tra queste cellule umane, le cellule stromali ombelicali umane offrono una fonte migliore di cellule feeder che possono anche essere raccolte con un metodo non invasivo, mentre l’uso di strati feeder derivati dal prepuzio, dal feto o dal midollo osseo solleva alcune preoccupazioni etiche.

Oltre alle cellule feeder, le linee cellulari umane forniscono anche un’alternativa alle cellule feeder murine. Recentemente, diverse linee hESC sono state derivate e propagate utilizzando una linea di fibroblasti del prepuzio umano disponibile in commercio. Anche le cellule endometriali si sono dimostrate efficaci per la coltura in vitro delle cellule staminali. Un altro modo per eliminare il rischio di contaminazione da agenti patogeni animali è l’uso di strati alimentatori derivati dalla linea di cellule staminali umane. Il fattore di crescita dei fibroblasti di base (bFGF) ha dimostrato di essere prodotto endogenamente dalle cellule feeder umane utilizzate nella cultura hESC (; Liu et al., 2014). Queste cellule feeder secernono anche TGFβ e attivina A che sono coinvolti nel mantenimento della pluripotenza di ICM. Nonostante abbia vari benefici, la cultura hESC dipendente da cellule feeder ha molte limitazioni; per esempio, il mantenimento degli strati feeder è laborioso con troppa variazione tra le popolazioni di cellule feeder. Questa disparità può influenzare negativamente la richiesta di hESC per l’applicazione umana.

2.3. Poiché sia le cellule feeder animali che quelle umane hanno dei limiti, i ricercatori hanno esplorato e progettato con successo mezzi di coltura chimicamente definiti per coltivare le hESC, e la cosa migliore dei mezzi definiti è che non contengono alcuna cellula feeder. Uno dei primi approcci provati per i mezzi di crescita senza feeder è stato l’uso di proteine della matrice extracellulare insieme a fattori di crescita per creare una condizione di cultura in vitro per la proliferazione e il rinnovamento delle cellule staminali (Figura 2). Tra queste proteine, il Matrigel è stato usato per lo più in combinazione con fattori di crescita o mezzi condizionati per coltivare le hESC. Nonostante i vari benefici, Matrigel ha trovato di avere troppe variazioni nelle sue composizioni che hanno posto problemi alla cultura delle CSE. L’uso di Matrigel solleva anche questioni cliniche come alcuni lotti di Matrigel sono stati segnalati per essere contaminati con il virus a singolo filamento di topo RNA-lattato deidrogenasi elevando il virus. Oltre a Matrigel, fibronectina, laminina e collagene di tipo IV sono stati anche buoni candidati per la cultura hESC xeno-free, e le cellule potrebbero crescere fino a 20 passaggi. I riferimenti hanno riferito che l’ICM derivato dalla placenta umana è stato utilizzato per coltivare le hESC, e hanno trovato una forte stabilità genetica per 40 passaggi. Inoltre, le CSE sono state coltivate anche in mezzi di coltura privi di xeno fino a 80 passaggi.

Figura 2

Cultura di cellule staminali embrionali umane: le cellule staminali embrionali umane possono essere coltivate sulla matrice extracellulare come il Matrigel.

Indubbiamente, l’uso di mezzi chimicamente definiti insieme alle proteine ha migliorato significativamente la cultura delle hESCs. Inoltre, diverse proteine e proteine ricombinanti sono state utilizzate per migliorare la cultura delle CSE in condizioni di assenza di xeno. Tra queste c’erano E-caderina, E-caderina/laminina 521, e inibitori delle chinasi insieme a bFGF che sono noti per causare una robusta proliferazione delle cellule staminali in condizioni di assenza di xeno. Superficie del letto progettato sinteticamente è stato anche utilizzato per stimolare la cultura delle cellule staminali (Melkoumian et al., 2010); per esempio, Corning Synthemax Surface, una superficie sintetica acrilato coniugato con vitronectina, ha dimostrato di migliorare non solo colonie hESC ma anche l’espansione delle cellule staminali (Kawase et al., 2014). Wu et al. hanno recentemente descritto l’uso di un nuovo materiale sintetico isolato dalle proteine della seta di ragno come un substrato adatto a stimolare la coltura di hESC (Wu et al., 2014). Numerose superfici sintetiche a base di polimeri sono state riportate anche per sostenere la crescita e l’espansione delle linee di hESC (Melkoumian et al., 2010; Brafman et al., 2010; Villa-Diazet al., 2013). L’elenco delle diverse sostanze chimiche utilizzate per migliorare la cultura di hESCs è mostrato nella tabella 2.

3. Potenziale multilineare delle cellule staminali embrionali

Una delle caratteristiche principali delle cellule staminali embrionali è quella di differenziarsi in tutti e tre i lignaggi: ectoderma, mesoderma ed endoderma (Figura 3). Poiché le cellule staminali hESC sono pluripotenti, esse hanno la capacità unica di differenziarsi in tutti i tipi di cellule del corpo; per esempio, le hESC possono differenziarsi in neuroni, cellule cardiache, epatociti e cellule muscolari. È stato riportato che le hESC formano prima corpi embrionali che sono fondamentalmente strutturati con tre strati germinali. Questi corpi embrionali sono formati da hESC pluripotenti coltivate in coltura tridimensionale (3D) e hanno espresso marcatori genetici per tutti e tre gli strati germinali. Le hESC pluripotenti hanno un’enorme capacità di differenziarsi (tabella 3) in cellule surrenali e cheratinociti, cellule produttrici di insulina, cellule neuronali, cellule cardiache, cellule epatiche e organoidi simili a isole. Alcuni fattori di crescita come l’acido retinoico e i fattori di crescita nervosa vengono utilizzati per indurre le hESC a differenziarsi in neuroni funzionali. Inoltre, alcuni fattori di crescita specifici per il lineage vengono utilizzati per la differenziazione in cardiomiociti, epatociti, muscoli scheletrici, cellule pancreatiche e cellule renali. Queste cellule differenziate vengono anche testate per esaminare la loro funzionalità in condizioni sia in vitro che in vivo. Questo potenziale multilineare delle cellule staminali embrionali ha dimostrato di essere vitale per la terapia basata sulle cellule per trattare diverse malattie degenerative. Mentre è facile differenziare diversi tipi di cellule dalle hESC, è difficile ottenere un gran numero di cellule mature differenziate per applicazioni terapeutiche. Per ottenere cellule differenziate grandi, mature e funzionali, i mezzi di coltura dovrebbero contenere fattori di crescita specifici del lignaggio. È anche importante generare grandi quantità di cellule da hESCs come sono richiesti per il trapianto di cellule, e questo può essere ottenuto coltivando le hESCs e cellule differenziate in un bioreattore in condizioni di controllo .

Figura 3

Potenziale multilineare delle cellule staminali embrionali umane: le cellule staminali embrionali umane possono essere differenziate in tre strati germinali come ectoderma, mesoderma ed endoderma.

4. Test delle hESCs utilizzando modelli in vitro e in vivo

Dopo una differenziazione di successo delle hESCs in vari tipi di cellule, il prossimo passo logico è quello di esaminare se le cellule differenziate derivate hanno qualche funzionalità o meno. La funzionalità delle cellule staminali e dei precursori differenziati o delle cellule mature è stata ampiamente esaminata in condizioni sia in vitro che in vivo. La funzionalità di neuroni differenziati, cardiomiociti, epatociti e altri tipi di cellule è stata testata in vari modelli animali. Si è scoperto che il trapianto di neuroni nel modello animale del morbo di Parkinson ha causato un parziale recupero della funzione. Il trapianto di CSE e delle loro cellule differenziate è stato testato in modelli animali di malattie cardiovascolari, ictus, diabete e lesioni del midollo spinale. Tra gli animali, i piccoli roditori come i ratti e i topi sono stati una specie di scelta per studiare il trapianto di cellule. Inoltre, i piccoli roditori sono facilmente accessibili e possono essere facilmente manipolati sia chirurgicamente che geneticamente. Nonostante i vari vantaggi dei piccoli roditori, la capacità degli esperimenti su topi/ratti di prevedere l’efficacia della terapia basata sulle cellule staminali rimane controversa, poiché molti modelli di topi/ratti non rappresentano i fenotipi delle malattie umane. Per superare questo problema, i ricercatori hanno iniziato a lavorare sui grandi animali che sono vicini all’anatomia e alla fisiologia umana. Tra i grandi animali, cani, capre, pecore e primati non umani sono considerati modelli migliori dei topi/ratti per la sperimentazione delle cellule staminali. Uno dei principali vantaggi dell’utilizzo di grandi animali è la loro durata di vita più lunga, e molti parametri anatomici e fisiologici sono molto più vicini agli esseri umani. Anche se questi modelli animali dimostrano la consegna efficace delle cellule staminali nei tessuti dell’ospite, il recupero funzionale e comportamentale completo non è ancora raggiunto. Sono necessarie ulteriori ricerche per sviluppare modelli animali che si avvicinino alla malattia umana.

Nonostante questi progressi nella ricerca sulle CSE, una sfida importante della terapia cellulare basata sulle CSE è il rigetto immunitario allogenico delle cellule derivate dalle CSE da parte dei riceventi. Si è scoperto che entro una settimana, tutte le cellule staminali trapiantate sono morte a causa della forte risposta immunitaria dell’ospite generata negli animali. Per fermare la morte delle cellule staminali trapiantate, gli animali sono stati iniettati con immunosoppressori per sopprimere l’immunità innescata dal trapianto di cellule staminali. Sorprendentemente, quando agli animali sono stati somministrati immunosoppressori o farmaci come il tacrolimus e il sirolimus, le cellule staminali embrionali sono riuscite a sopravvivere solo per 28 giorni e hanno iniziato a morire in seguito. Anche se non conosciamo la ragione di questo, una mancanza di comprensione dell’interazione cellula-cellula potrebbe essere una delle ragioni. È importante testare le hESC o le cellule differenziate in condizioni in vitro prima della sperimentazione animale. I modelli in vitro forniscono migliori opportunità di studiare l’interazione cellula-cellula, la migrazione cellulare o l’integrazione cellulare in modo molto dettagliato, cosa che forse è molto difficile da studiare negli animali. Questo problema potrebbe essere mitigato da una recente scoperta nella tecnologia delle cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) mediante riprogrammazione nucleare di cellule somatiche specifiche del paziente con fattori definiti, che potrebbero diventare una fonte rinnovabile di cellule autologhe per la terapia cellulare. Un vantaggio chiave delle iPSC per la terapia cellulare umana è che le iPSC paziente-specifiche sono autologhe e, quindi, si è supposto che le cellule derivate da esse possano essere trapiantate nello stesso paziente senza preoccupazioni per il rigetto immunitario. Tuttavia, studi recenti che hanno rivelato l’epigenetica anormale, la stabilità genomica e l’immunogenicità delle iPSC hanno sollevato preoccupazioni sulla sicurezza della terapia basata sulle iPSC. Applicazioni terapeutiche delle hESC

Poiché le hESC sono molto promettenti per i pazienti che soffrono di malattie degenerative, sono stati fatti vari tentativi per esplorare le potenzialità terapeutiche nell’uomo. L’obiettivo principale della terapia basata sulle cellule staminali è quello di ripristinare o riparare le cellule o i tessuti del corpo persi o danneggiati. Per rendere le hESC adatte alle applicazioni cliniche, le cellule staminali derivate devono essere prodotte secondo le norme della United States Food Drug Administration (USFDA), le Current Good Manufacturing Practices (cGMP), e le Guidelines for the Clinical Transplantation of Stem Cells, rispettivamente. Le sostanze chimiche, i reagenti, le cellule, le macchine e gli strumenti utilizzati nella coltura delle cellule staminali devono essere sottoposti a controlli di sicurezza e di salute, e tutti i processi di produzione devono essere monitorati e documentati secondo le linee guida cGMP. Se analizziamo quante linee di cellule staminali attualmente utilizzate sono conformi alle linee guida cGMP, scoprirete che molte delle linee di cellule staminali non soddisfano le linee guida cGMP, perché molte di esse sono esposte a componenti animali immunogenici o patogeni durante le fasi di isolamento e propagazione. Un’altra ragione per il mancato rispetto delle linee guida cGMP è che la maggior parte dei lavori di coltura delle hESC sono stati condotti nei laboratori universitari, dove molti di questi laboratori di ricerca non sono conformi alle linee guida cGMP. Fino ad oggi, solo pochi ricercatori potrebbero essere in grado di produrre linee di cellule staminali secondo le linee guida cGMP.

Considerando i potenziali benefici commerciali delle cellule staminali, alcune aziende biotecnologiche sono state coinvolte nel finanziamento della ricerca sulle cellule staminali con il solo scopo di commercializzare prodotti a base di cellule staminali. Queste aziende hanno iniziato a produrre hESC in condizioni cGMP e hanno iniziato a testare le cellule staminali in ambito clinico. Nel 2009, Geron Corporation (azienda biotecnologica californiana) ha fatto domanda alla FDA per iniziare la sua prima sperimentazione clinica utilizzando cellule derivate dalle hESC. La sperimentazione clinica è stata avviata nell’ottobre 2010, dove a 3 pazienti che soffrivano di lesioni spinali sono stati iniettati 1,5 milioni di cellule precursori di oligodendrociti derivate da hESC. La sperimentazione è stata inaspettatamente interrotta e non ne conosciamo il motivo, probabilmente perché i risultati preliminari della sperimentazione hanno mostrato che le cellule derivate da hESC non hanno portato ad alcun miglioramento evidente della lesione spinale. Inoltre, la FDA ha anche approvato un altro studio per l’uso di hESCs nella malattia della degenerazione maculare. Un’altra azienda, Advanced Cell Technology con sede a Marlborough, Massachusetts, ha iniziato i test clinici utilizzando le hESC. Le cellule sono state iniettate in pazienti che soffrivano di distrofia muscolare di Stargardt e di degenerazione maculare secca legata all’età. Sono state utilizzate le cellule epiteliali del pigmento retinico (RPE) derivate dalle hESC. Nello studio, le cellule RPE sono state somministrate ai pazienti, e dopo 4 mesi di post-trapianto, è stato riscontrato che i pazienti hanno mostrato piccoli miglioramenti nella funzione visiva senza alcuna indicazione di rigetto immunitario o alcun segno di formazione di teratoma. Le cellule staminali sono state anche testate in pazienti con diabete di tipo I, dove sono state somministrate ai pazienti cellule precursori del pancreas.

6. Riassunto e conclusioni

Le cellule staminali embrionali umane hanno grandi potenzialità terapeutiche per il trattamento di varie malattie come il cancro, il morbo di Parkinson, il morbo di Alzheimer e il diabete. Sia gli studi in vitro che quelli in vivo suggeriscono che c’è ancora speranza che le future cellule staminali embrionali possano fornire cure per varie malattie. Ma il successo della terapia basata sulle cellule staminali dipende dalla disponibilità di cellule mature e funzionali. Per ottenere cellule mature e funzionali, sarebbe meglio se le cellule staminali fossero coltivate in condizioni di coltura tridimensionale (3D). La maggior parte delle linee hESC sono ottenute attraverso condizioni di coltura bidimensionale (2D). Ci sono alcune limitazioni nell’uso della coltura 2D, in quanto le cellule staminali cresciute in condizioni 2D non rappresentano le cellule umane del corpo umano e la maggior parte delle cellule staminali coltivate in 2D sembra morire subito dopo il trapianto; quelle che sono sopravvissute non riescono comunque a riparare i tessuti del corpo. Questo problema può essere risolto coltivando le hESC in condizioni 3D, dove le cellule possono crescere in tre direzioni e le possibilità di sopravvivenza delle cellule aumentano dopo il trapianto. Un altro punto importante da considerare per una terapia di successo basata sulle cellule staminali è quello di valutare rigorosamente le cellule derivate da cellule staminali in modelli animali prima di testarle nell’uomo. L’integrazione cellula-cellula, la comunicazione cellula-cellula, la migrazione delle cellule e la funzionalità delle cellule devono essere valutate accuratamente in modelli animali usando approcci di prova sia a breve che a lungo termine. La questione relativa alla formazione di traumi e all’immunoreiezione deve anche essere risolta sviluppando linee di cellule staminali che non causano immunoreiezione e non formano tumori dopo il trapianto. Questo può essere ottenuto silenziando i percorsi genici/molecolari che innescano rispettivamente la formazione del tumore e l’immunoreiezione. Inoltre, la terapia basata sulle cellule richiede anche molte cellule mature, e gli sforzi dovrebbero anche essere diretti verso l’isolamento di una grande quantità di cellule staminali e dei loro precursori portando un nuovo approccio e metodologia innovativi. Infine, le cellule staminali embrionali umane sono ancora una grande promessa per il trattamento di varie malattie degenerative e per applicazioni diagnostiche.

Conflitti di interesse

Gli autori dichiarano di non avere interessi concorrenti.

Contributi degli autori

Questo manoscritto è approvato da tutti gli autori per la presentazione.

Riconoscimenti

Gli autori sono grati all’intera direzione dell’Istituto per la Ricerca e le Consultazioni Mediche (IMRC), Imam Abdulrahman Bin Faisal University, Dammam, Regno dell’Arabia Saudita, per il loro sostegno e incoraggiamento.