CORSO INTEGRATO DI GENETICA E BIOLOGIA MOLECOLARE Aa 2013/2014. Lezioni 59,60,61,62

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1 CORSO INTEGRATO DI GENETICA E BIOLOGIA MOLECOLARE Aa 2013/2014 Giov 12 e Merc Lezioni 59,60,61,62 Prof.A.Turco CELLULE STAMINALI E MEDICINA RIGENERATIVA (da stamen, filo della vita..)

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3 CELLULE STAMINALI C.S. EMBRIONALI l origine. C.S. FETALI (?)da liquido amniotico (Jan 2007) C.S. ADULTE (SOMATICHE) (cordone ombelicale, tessuti: cute, t.adiposo) (hmsc = C.S. umane «mesenchimali») ips (C.S. indotte) (2006) C.S. direttamente sdifferenziate (2010)

4 Early human preimplantation development in vitro Morula on a pin tip Pronuclear-stage pre-embryo First cleavage: 22-30h MORULA 4-cell stage 8-cell stage Compaction, cells

5 Human blastocyst (day 4-5) embryoblast (inner cell mass) blastocele Source of hesc (human Embryonic Stem Cells) trophoblast

6 CELLULE STAMINALI totipotenti Fino a 3-4 GIORNI DOPO FECONDAZIONE (zigote e blastomeri della morula) può dare origine ad un individuo completo: CAPACITÀ MORFOGENETICA illimitata capacità moltiplicativa e proliferativa: IMMORTALITÀ CELLULARE può differenziarsi in tutti i tipi cellulari: CAPACITÀ DIFFERENZIATIVA

7 CELLULE STAMINALI pluripotenti da 4 a 6 GIORNI DALLA FECONDAZIONE (cellule staminali embrionali: blastocisti) NON PIU CAPACE di dare origine ad un individuo completo: capacità morfogenetica PERDUTA illimitata capacità moltiplicativa e proliferativa: immortalità cellulare MANTENUTA può differenziarsi in tutti i tipi cellulari: capacità differenziativa MANTENUTA

8 JCI, 114:1364, 2005

9 CELLULE STAMINALI multi/oligo/unipotenti (adulte o somatiche) da ~10 a 16 GIORNI DALLA FECONDAZIONE in poi (cs fetali, neonatali, cordonali, adulte) NON PIU CAPACE di dare origine ad un individuo completo: capacità morfogenetica PERDUTA NON PIU CAPACE di illimitata capacità moltiplicativa e proliferativa: immortalità cellulare PERDUTA può differenziarsi in QUASI tutti i tipi cellulari: capacità differenziativa MANTENUTA (ma ristretta)

10 Cellule Staminali. altre caratteristiche in grado di originare (quelle pluripotenti) tutti i tipi di cellule diverse e mature dell organismo (>200), attraverso il differenziamento in grado di comparire sui media prima che su riviste scientifiche..

11 CELLULE STAMINALI embrionali ETEROLOGHE da embrioni congelati sovrannumerari (NON immunocompatibili) AUTOLOGHE dopo trapianto nucleare somatico (clonazione terapeutica) (immunocompatibili)

12 Un esempio (da non seguire). CS da liquido amniotico

13 CELLULE STAMINALI DA LIQUIDO AMNIOTICO.. Sembra abbiano proprietà intermedie tra CSE e CSA (necessari ulteriori studi) Questi risultati devono comunque essere riconfermati e riprodotti sperimentalmente Non sono un alternativa o un sostituto alle CSE (le uniche vere pluripotenti ) Rischio di perdita fetale da amniocentesi = 1%

14 C.S. da liquido amniotico e mass media: alcune chicche. Laureato in Scienze Politiche. Giornalista pubblicista, ricercatore sociale, è autore di numerose opere sui temi del lavoro, del welfare e della formazione. Ha di recente pubblicato da Einaudi Il posto dei cattolici. Esponente di spicco del mondo cattolico, Impegnato nel laicato cattolico e nella vita sociale e politica. Senza rischi?????

15 DA DOVE DERIVARE LE CELLULE STAMINALI? FETI ABORTITI si può.. (consenso informato ai genitori) SANGUE OMBELICALE ALLA NASCITA si può. TESSUTI DELL ADULTO si può.. CELLULE SOMATICHE (ips, sdifferenziazione diretta..) si può ***********************************Achtung!!! Limite etico************ EMBRIONI (BLASTOCISTI) DOPO F.I.V. Non si può. EMBRIONI DOPO S.C.N.T. (Somatic Cell Nuclear Transfer o Trapianto Nucleare di Cellula Somatica) (fonte non fisiologica)..anche qui non si può!

16 IL SERENO DIBATTITO SULLE CELLULE STAMINALI.. FETALI!!!! EMBRIONALI!! ADULTE!!!!

17 Le menzogne dell Osservatore Romano Una parte importante.. 2 «scienziati» su migliaia.

18 CS ADULTE AUTOMANTENIMENTO O PROLIFERAZIONE/DIFFERENZIAZIONE

19 divisioni simmetriche divisione asimmetrica

20 Cellule staminali: breve cronistoria -1961: scoperte le cs emopoietiche (ematologi) -1981: isolate cse (ES) di topo -1986: gene targeting su cellule ES (topi KO) (Nobel 2007 M.Capecchi) -1998: prime linee cellulari di (hesc) (Thomson) -1998: identificate cs nel cervello umano -2006: ips (induced pluripotent stem cells) nel topo -2007: ips nell uomo (vettori virali) -2008: Science: Reprogramming Cells Breakthrough of the year -2009: virus-free ips cells nell uomo

21 LA PRIMA VOLTA DELLE CELLULE STAMINALI EMBRIONALI UMANE.. Science, 1998 Science, 1998

22 Hello Dolly! La pecora più famosa della storia 1997 NB Clonazione Riproduttiva!!

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24 LA CLONAZIONE TERAPEUTICA NELL UOMO Somatic Cell Nuclear Transfer SCNT Nature Medicine, 1999

25 Clonazione Terapeutica usando ovociti di animale?

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27 CHIMERE..

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29 LE STAMINALI ADULTE TRANSDIFFERENZIANO? Gennaio 1999 Vol. 283 SCIENCE Cellule del SNC diventano cellule del sangue (?)

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31 LE STAMINALI ADULTE TRANSDIFFERENZIANO? Marzo 2002 Nat. Medicine Settembre 2002 Vol. 297 SCIENCE se transdifferenziano è un fenomeno rarissimo

32 Presunta transdifferenziazione (o plasticità ) delle cellule staminali adulte, ripetutamente smentita, e risultata invece una fusione cellulare (ripetutamente confermata)..

33 LA PRESUNTA PLASTICITA DELLE CELLULE STAMINALI ADULTE Aprile 2002, Nature Aprile 2004, Nature

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35 FUSIONE CELLULARE E NON TRANSDIFFERENZIAZIONE Tetraploidia GENOTIPO IBRIDO (STRs)

36 CARDIOLOGIA RIGENERATIVA? Settembre 2006 N ENG J MED Vol.355 n12 non ancora

37 LE CELLULE STAMINALI E LA PLASTICITA Giugno 2005

38 La ricerca sulle CSE non è un inutile optional

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40 LA RICERCA DOVREBBE POTER PERCORRERE TUTTE LE STRADE POSSIBILI. PNAS,2004

41 A chi credete..? LA CONOSCENZA NON SI PUO FERMARE (la ricerca non si può bloccare su basi ideologiche)

42 No comment.

43 DICIOTTOMILA NEUROLOGI AMERICANI (da scomunicare) CHIEDONO DI STUDIARE LE STAMINALI EMBRIONALI

44 Ad oggi, i campi in cui la terapia con CS è stata validata da sperimentazioni cliniche controllate sono in tutto tre Trapianto di midollo osseo (c.s.emopoietiche) Autotrapianto di epidermide (es grandi ustioni) Trapianto di cornea APPLICAZIONI CLINICHE VALIDATE DELLE CSA

45 C.S. («MESOANGIOBLASTI») Una speranza per la DMD?

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48 La medicina rigenerativa rappresenta una concreta speranza nella cura di molte gravi malattie: malattie degenerative del SNC, diabete, malattie cardiovascolari, traumi midollari Ad oggi le CELLULE STAMINALI EMBRIONALI dimostrano una maggiore plasticità e offrono maggiori promesse rispetto alle CELLULE STAMINALI ADULTE Oggi non abbiamo più necessità di utilizzare cellule staminali embrionali, essendo in grado di sdifferenziare e riprogrammare direttamente una cellula somatica.

49 ALTERNATIVE ALLA CLONAZIONE TERAPEUTICA

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52 ipscs = induced Pluripotent Stem Cells

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57 Darwin, 31, maggio/giugno 2009

58 S.Yamanaka, Premio Nobel per la Medicina 2012 ips cells

59 2012

60 ips derivate da pazienti (studio meccanismi d azione, nuovi farmaci )

61 ips virus-free paziente-specifiche (2008/2009)

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64 Cellule staminali: breve cronistoria -1961: scoperte le cs emopoietiche (ematologi) -1981: isolate cse (ES) di topo -1986: gene targeting su cellule ES (topi KO) (vd Nobel 2007 M.Capecchi) -1998: prime linee cellulari di cse umane (hesc) (Thomson) -1998: identificate cs nel cervello umano -2006: ips (induced pluripotent stem cells) nel topo -2007: ips nell uomo (vettori virali) -2008: Science: Reprogramming Cells Breakthrough of the year -2009: virus-free ips cells nell uomo : riprogrammazione diretta

65 Conversione diretta (saltando stadio di pluripotenza) di cellule somatiche in precursori. Virus -> Oct4: TFs specifici + citokine -> CD45 -> all functional blood cell types No teratomi - attivazione programmi cell. «adulti», non «embrionali» - ips «bypass»

66 in cells = induced Neuronal cells (potenziali d azione, sinapsi)

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71 Il Governo italiano finanzia l imbroglio Stamina ma non ascolta i Nobel né le riviste scientifiche più importanti del mondo

72 13 dicembre «Stamina» Nuovo intervento di Nature La ministra B.Lorenzin P.zzo Madama, Con viva e vvibrante sodddisfazzzione..

73 2008 I miracoli delle cs adulte e la demonizzazione delle cs embrionali. Un saggio filosoficoscientifico che smaschera i falsi argomenti contro la libertà di ricerca e che racconta la sperimentazione oggi più promettente in campo biomedico

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