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1 Nell ambito del progetto GENETICA e DNA sono stati studiati gli aspetti della medicina rigenerativa in riferimento alle cellule staminali. Il 24 aprile 2012 ci siamo recati presso il Dipartimento di Istologia ed Embriologia Umana per una lezione teorica sulle staminali cui ha fatto seguito l attività sperimentale. Breve presentazione dei momenti più interessanti e significativi che hanno caratterizzato questa esperienza.

2 Lezione teorica Prof. Musarò (dip. Istologia ed Embriologia Univ. Roma Sapienza ) A partire dalla rigenerazione bidirezionale (es: idra, planaria, lombrico, stella marina) e da quella unidirezionale (es: anfibi) siamo arrivati al blastema (in embriologia, gruppo di cellule che rimangono a lungo indifferenziate e, proliferando, danno origine ad abbozzi di organi ). L uomo non è in grado di attivare il blastema il sogno è attivarlo negli esseri superiori per rigenerare per esempio un arto amputato!

3 Allora oggi si studiano i tessuti che sappiamo essere in grado di rinnovarsi, e così arriviamo alle Cellule Staminali!

4 Le cellule staminali sono cellule giovani, non edotte ma con grandi potenzialità. La cellula staminale ha una divisione asimmetrica: una cellula figlia resta staminale, l altra riceve i segnali di specializzazione. La cellula staminale invecchia più tardi delle altre cellule.

5 Continuando, nell uomo, approdiamo all ovocita, quindi alla morula e finalmente alla blastula. La blastula (5-6 giorni dalla fecondazione) ha un mucchietto di cellule staminali nella parte interna e solo quando si impianta in utero può formare l embrione. Queste cellule staminali sono pluripotenti perché possono differenziarsi in tutti i diversi tipi di cellule del nostro organismo.

6 Oggi si è in grado di riprogrammare i fibroblasti (cellule che si ottengono da un lembo di pelle) forzando l espressione di 4 geni: si aggiungono i codici genici di 4 geni maestro che orchestrano un programma specifico quando vengono espressi e quelli che erano fibroblasti specializzati, assumono le caratteristiche delle cellule staminali embrionali! Da cellule adulte ho così ottenuto cellule staminali embrionali indotte. La ricerca continua In tutti i tessuti ci sono cellule staminali, nel cervello però sono in riposo. Con il passare del tempo (intorno ai anni) i nostri tessuti non sanno attivare più le cellule staminali. Il problema, nell individuo vecchio, non è solo nel numero minore di cellule satelliti staminali, ma tutto dipende dalla qualità del microambiente. Per capire il microambiente ci viene spiegato il seguente

7 ESPERIMENTO DI PARABIOSI Si prendono due topolini, uno giovane e uno vecchio. Si scambia il sistema circolatorio del topo giovane con quello del topo vecchio quindi si induce un danno muscolare. Nel topo vecchio si riattivano le cellule muscolari perché col trapianto è stato impiantato il fattore di crescita (IGF1) e il topo forma il muscolo. IGF1 (gene) migliora il microambiente. Con l età i muscoli riducono o perdono il fattore di crescita. Nel topolino giovane scorre sangue del topo vecchio, e la cellula staminale si mette a fare tessuto fibrotico invece che muscolare: la cellula staminale giovane nel microambiente vecchio si mette a fare cose sbagliate!

8 Conclusione: Le cellule staminali sono cellule indifferenziate che hanno grandi potenzialità di adattamento quindi possono specializzarsi in senso fisiologico o patologico a seconda degli stimoli del microambiente quando si trapiantano nei topolini, le cellule staminali embrionali ci dicono come si formano i nostri tessuti e come si ammalano. Segue quindi

9 Attivita laboratoriale Microscopio confocale a scansione: Il microscopio ottico confocale a scansione seziona in n fettine il preparato da osservare e lo riproduce in tre dimensioni rendendolo più facile da studiare. Con questo apparecchio abbiamo visionato in 3D una proteina che provoca malattie degenerative del sistema nervoso. Monitor per osservare la proteina

10 L osservazione veniva accompagnata dalla spiegazione del professore che ci evidenziava gli effetti fenotipici della proteina codificata nei topolini transgenici. Ora possiamo finalmente accedere allo STABULARIO. Prima ci hanno dotati di camice, copri scarpe e mascherine sterili nello stabulario l ambiente è sterile e ventilato con riciclo di aria. Verso lo Stabulario

11

12 Ecco finalmente i TOPOLINI! Topolini catalogati in base alla loro età e alle loro caratteristiche geniche.

13 Nello stabulario ogni topo vive in una gabbia grande più o meno come un foglio A4 e questa si trova su uno scaffale con molte altre gabbie. Cibo per topi Locale per lavaggio

14 Un topolino transgenico e uno sano. Ci spiegano gli effetti fenotipici Ci spiegano perché si usano proprio i topolini

15 Dopo queste interessanti spiegazioni e osservazioni lasciamo lo stabulario con i simpatici topolini ci congediamo dal professor Musarò e, soddisfatti per tutto quello che abbiamo appreso, torniamo al nostro liceo. Ringraziamo la scuola che ci ha permesso questa bella esperienza!

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