Basi morfologiche della "differenziazione" cellulare dalle cellule matrici staminali.

apri il documento originale in .pdf (10Mb)

La potenzialità delle cellule staminali è quella di dare origine a vari tipi di cellule, secondo un processo detto di "differenziazione". Valga come esempio, molto semplice, la genesi di una ghiandola sebacea o sudoripara nel contesto di un epitelio pavimentoso malpighiano.
E' evidente, che la genesi di una cellula ghiandolare da una cellula staminale non può avvenire attraverso un processo di divisione mitotica, perché dalla divisione mitotica di una cellula staminale deriveranno due cellule staminali e non due cellule ghiandolari, o altra differenziazione.
Di conseguenza, sarebbe ovvio pensare, che la cellula staminale, in virtù della sua potenzialità, si "trasformi" in cellula ghiandolare, o muscolare, o ossea e così via.
In questo modo però, si avrebbe la scomparsa della cellula staminale, che, per rinnovarsi, dovrebbe andare in mitosi, prima di differenziarsi. E invece, è noto, che la mitosi delle cellule staminali sono particolarmente rare, tanto più quando si differenziano.
In aggiunta a queste difficoltà, sta il fatto che le modalità della trasformazione della cellula staminale in cellula differenziata non sono attualmente note, mancando dimostrazione istologica. Ci sono solo disegni e non una documentazione microfotografica. Potrebbe quindi nascere il dubbio sulla reale esistenza di questo processo di trasformazione.
Per dare una risposta a questi interrogativi, è necessario accettare di considerare la validità di quei reperti morfologici che dimostrerebbero che la "differenziazione" non avverrebbe né per mitosi, né per trasformazione delle cellule staminali.

Dopo un lavoro di alcuni anni di revisione del problema, ho pubblicato nel 1961 (Rivista di Istochimica Normale e Patologica, VoI VII 5, pagg. 315,356, 1961 - "Contributo alla conoscenza morfologica e istochimica dei processi di moltiplicazione, accrescimento e differenziazione cellulare"), con 98 microfotografie, la sintesi delle mie ricerche, dando una risposta a tutti gli interrogativi ora prospettati.
Nel corso di oramai 50 anni, quanto ho pubblicato in una Rivista scientificamente qualificata, organo ufficiale della Società Italiana di Istochimica, non è mai stato oggetto di alcuna critica, così da essere tacitamente accettata, anche se la mancata discussione critica ha fatto sì che fosse ignorato.
Per risolvere questa situazione ho ritenuto opportuno presentare a questa Rivista una sintesi di quanto ho pubblicato sul tema della "differenziazione cellulare", delle cellule staminali, che nel 1961 sono state da me definite "matrici".

Sintesi della ricostruzione morfologica del processo di differenziazione cellulare

Come ho già precisato la differenziazione cellulare non si verificherebbe attraverso la trasformazione delle cellule staminali nelle cellule variamente differenziate. Secondo le mie ricerche, le cellule staminali, in quanto cellule matrici genererebbero le cellule differenziate, come "cellule figlie". Questo processo, che è il fondamento della differenziazione, è analogo a quanto avviene nella moltiplicazione di organismi unicellulari, come i protozoi, oltre che in vegetali, genericamente definito "sporulazione".
Fermo restando, che ciò che conta è la dimostrazione microscopica della realtà di questo processo, che è l'oggetto di quanto ho pubblicato, si tratta evidentemente di ammettere il principio, che i metazoi, cioè gli organismi pluricellulari hanno la capacità, in determinate situazioni, come il processo di differenziazione cellulare, di moltiplicarsi invece che per divisione mitotica, per moltiplicazione, come gli organismi unicellulari, i protozoi.
Questo processo di "germinazione cellulare" si verifica con la comparsa nel citoplasma delle cellule staminali di polisaccaridi, sotto forma di aggregati granulari e poi di massarelle ialine, che attraversano varie fasi di sviluppo morfologico e istochimico.
Il primo stadio di questo processo, cioè di massarelle basofile è caratterizzato dalla presenza di proteine, ad alto contenuto in alpha-aminoacidi e corpi basici azotati.
In una fase successiva di maturazione, le massarelle basofile mostrano positività per gli acidi nucleici (RNA e DNA). Assumono poi un aspetto cromatinico, a guisa di piccolo nucleo, circondato da un sottile alone citoplasmatico. La giovane cellula si rende quindi libera dal corpo della cellula matrice completando al di fuori di essa la propria maturazione.
In sostanza queste "cellule figlie" subiscono fasi particolari di trasformazione, quasi si trattasse di una fase embrionale, fetale, adulta, caratterizzata dalla comparsa prima della componente proteica delle nucleo proteine e poi dalla componente nucleica (ribo e desossi)
Questo processo di differenziazione cellulare, che ho ricostruito correlando le varie tappe, su base morfologica, è riconoscibile in tutti i tessuti, sia normali, che patologici, ma è particolarmente evidente ogniqualvolta èin atto un processo di accrescimento, differenziazione o proliferazione iperplastica, displatica e neoplastica.
Per ciò che riguarda i processi neoplastici, trova così spiegazione il reperto del tumore a piccole cellule, cioè nella fase "embrionale-fetale" delle sporulazione.
Inoltre, il reperto attualmente definito come "sdifferenziazione" della cellula neoplastica, può essere considerato come un arresto a vari stadi della differenziazione cellulare, nell' ambito del processo di "sporulazione".

Conclusioni

Il presentare su questa Rivista i reperti morfologici e istochimici, che considero l'espressione del processo di differenziazione cellulare è finalizzato a suscitare quella discussione, che è mancata alla mia pubblicazione del 1961.
Poiché affermo che i reperti da me presentati sono di osservazione costante nelle varie situazioni normali e patologiche, il fatto che non venga fatto alcun cenno in letteratura, significa che sono stati diversamente interpretati dai vari osservatori, per lo più come espression di un processo di fagocitosi, invece che da genesi endocellulare.
Nel lavoro in extenso ne ho fatto una rigorosa critica. Sia per questo, sia per "chi ne volesse sapere di più", sono disponibile ad inviare la pubblicazione del 1961, affinché dopo 50 anni chiunque possa fare una critica.
Questa discussione potrebbe però essere superata da una dimostrazione In microcinematografia della genesi endocellulare delle cellule differenziate.
E' evidente che questa dimostrazione avrei potuto farla io stesso nei decenni passati. Questo non l'ho fatto per varie ragioni, ma innanzitutto perché all'istologo morfologo, spetta il compito di osservare un fenomeno e interpretarlo, non di dimostrarlo fisiologicamente. Questo potrà essere fatto ora, risolvendo il problema dell'interpretazione dei reperti morfologici.

Fig. 1 - Linfoghiandola laterocervicale di bambino.
"Sporulazione" multipla, da cellula matrice del reticolo, sotto forma di masserelle sferulari ialini 1800x

Fig. 2 - Varie fasi della maturazione della "sporulazione in isolotti", attorno alla cellula matrice 1800x