Scienza A*va 13 novembre 2013 Formazione docen7 Le Cellule Staminali

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1 Scienza A*va 13 novembre 2013 Formazione docen7 Le Cellule Staminali Luca Bonfanti University of Turin NICO Neuroscience Institute Cavalieri Ottolenghi

2 Mondi paralleli nella galassia delle cellule staminali (comunicazione scien-fica e distorsione della realtà)

3 Trial clinici aper7 che coinvolgono l uso di cellule staminali per tracare disordini neurologici (aggiornato al 2012) Donegà et al., 2013 Neural Stem Cells: new perspec7ves L. Bonfan7 Editor, 2013

4 Il sistema nervoso dei mammiferi non ripara e non rigenera

5 Complessità archite7urale del sistema nervoso Pelle, sangue, osso Numero di elementi: miliardi di neuroni più di 100 miliardi di cellule gliali un neurone riceve sinapsi Organizzazione non modulare: intreccio di prolungamenti sinapsi diverse secondo la posizione più di 40 neurotrasmettitori diversi tipi di neuroni NON SI RINNOVA

6 Complessità archite7urale del sistema nervoso Numero di elementi: miliardi di neuroni più di 100 miliardi di cellule gliali un neurone riceve sinapsi Organizzazione non modulare: intreccio di prolungamenti sinapsi diverse secondo la posizione più di 40 neurotrasmettitori diversi tipi di neuroni NON RIPARA

7 La rigenerazione nel sistema nervoso sarebbe stata abbandonata nel corso dell evoluzione 25 anni 60 anni 90 anni? Evoluzione biologica Evoluzione culturale

8 eppure i neuroni possono vivere a lungo RaCo RaCo Topo RaCo (36 mesi)

9 e nel cervello ci sono cellule staminali et al. Neuroscience 1992 Ippocampo Ventricolo laterale Cellule staminali neurali Neurogenesi adulta

10 Zone neurogeniche

11 Nicchia staminale neurale

12 a Se me*amo i topi in gabbie con diversi ambien7 Ambiente normale (senza s7moli) b Ruota per a*vità fisica c Ambiente arricchito

13 Ecco cosa succede nell ippocampo Topo normale Topo corridore La neurogenesi è aumentata nell ippocampo dei topi corridori

14 L ambiente arricchito aumenta la neurogenesi

15 A*vità motoria A*vità intellecuale Stress

16 Cellule staminali Traumi Invecchiamento Sclerosi mul7pla Ictus Parkinson Hun7ngton Alzheimer 36 milioni nel mondo 1 milione in Italia In aumento (80 milioni nel 2060)

17 Esempio di una terapia a base di staminali che funziona Cornea Nicchia staminale della cornea

18

19 Pelle Fegato Cervello A7. N.

20 Qual è la funzione della neurogenesi adulta? Canto Comunicazione Riconoscimento partner Segnalazione pericolo Memoria e apprendimento OlfaCo Comunicazione Riconoscimento partner Segnalazione pericolo Ricerca cibo

21 Neurogenesi, staminali e rigenerazione Funzioni fisiologiche + rigenerazione Diffusa nel SNC Solo funzioni fisiologiche Localizzata in 2 aree

22 Effetto bystander esogeno di cellule staminali Cellule staminali neurali iniecate endovena (Nicchie perivascolari a7piche) Cortesia Dr. Stefano Pluchino

23 Traslazione delle osservazioni sperimentali in approcci clinici efficaci Domande urgen7 ancora senza risposta: 1) Fonte ideale di cellule staminali/progenitori 2) Vie ideali di somministrazione 3) Momento ideale di somministrazione 4) Rapporto ideale tra differenziamento e persistenza delle cellule nel tessutro 5) Meccanismi di riparazione (sos@tuzione/bystander)

24 Trial clinici aper7 che coinvolgono l uso di cellule staminali per tracare disordini neurologici (aggiornato al 2012) Donegà et al., 2013 Neural Stem Cells: new perspec7ves. L. Bonfan7 Editor, 2013

25 Il turismo delle staminali 700 cliniche nel mondo Costo medio del tracamento: Euro (+ viaggio)

26 Tu7o ciò che ha a che vedere con le staminali è estremamente sfuggente e complesso

27 Stem cells: Cloning: Cell therapy:

28 Come la scienza diventa opinione

29 Ricercatore (Ente finanziatore) Come procede la scienza Lavoro di sperimentazione Risultato Congresso Rivista Peer review Pubblicazione scien7fica ufficiale ) 1 livello di controllo comunità scien7fica (analisi cri@ca, riproduzione da@ ) Conferma o smen7ta da parte di altri gruppi di ricerca (conferma reale ) 2 livello di controllo

30 Ricercatore (Ente finanziatore) Come procede la scienza e come viene comunicata Lavoro di sperimentazione Risultato Congresso scien@fico Rivista scien@fica Peer review Ar@colo di comunicazione sui media Pubblicazione scien@fica comunità scien7fica Molta della comunicazione bypassa il controllo Conferma o smen7ta

31 Idea (proge7o di ricerca) Ente finanziatore 1 Lavoro di sperimentazione Risulta7 Rivista scien@fica 2 Livelli di controllo interni della libertà di ricerca Peer review 3 Pubblicazione scien@fica Politica, Legislazione Applicazioni (es. Industria)

32 Alterna7ve dalla ricerca di base

33 Progenitori locali parenchimali (cellule endogene) Ng2 Map5 Crociara P, Parolisi R, Conte D, Fumagalli M, L (2013) PLOS ONE, e63258 vol. 8.

34 Genesi di interneuroni nel cervelletto del coniglio giovane e adulto BrdUDCX Doublecortin (DCX) Pax2DCX Pax2: trascription factor (Marker for cerebellar interneuron precursors of neuroepitheliale origin) BrdU+ (2 months post-injection) Ponti G., Peretto P., Bonfanti L., 2008, PLoS ONE

35 Genesi di neuroni nel corpo striato del coniglio adulto DCXKi67 Luzzati et al., 2006, J Neurosci

36 NEURONI IMMATURI (non neogenera7) Neuroni cor7cali dello strato II Topo Coniglio GaCo Bonfan7 and Nacher 2012 Prog. Neurobiol.

37 SISTEMI di CELLULE DCX+ NEL CERVELLO DELLA PECORA Corpo calloso Corteccia Stream anteriore del corpo calloso (sacc) Neuroni dello strato II cor-cale (CLIIN) Formazione capsulare (FC) Capsula esterna Piumab e Bonfan@, in preparazione

38 Effetto bystander endogeno di cellule staminali/progenitori Neurogenesi reattiva Gliogenesi reattiva

39 Per curare le mala*e neurodegenera7ve con le cellule staminali è necessario ancora inves7re molto nella ricerca di base Neuroscience Institute Cavalieri Ottolenghi Al NICO lavorano 8 gruppi di ricerca dell Università di Torino L attività di ricerca dell istituto è dedicata a indagare la struttura e la funzione normale del sistema nervoso, i processi patologici e degenerativi e i meccanismi di riparazione.

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