Progetto scuola-lavoro Consiglio Nazionale delle Ricerche. Chiara Cuccodoro L.s.s. Francesco d Assisi Classe VE A.s. 2014/2015

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1 Progetto scuola-lavoro Consiglio Nazionale delle Ricerche Chiara Cuccodoro L.s.s. Francesco d Assisi Classe VE A.s. 2014/2015 1

2 Vaccini a Dna Sono costituiti da un plasmide, cioè un anello di dna, di origine batterica che contiene una parte eucariotica con le informazioni per indurre una risposta immunitaria. La particolarità della vaccinazione a DNA rispetto ai sistemi classici è data dal fatto che non viene iniettato direttamente l antigene, ma la sequenza di DNA che lo codifica. In questo modo sono le cellule stesse dell organismo a produrre l antigene. 2

3 BioInformatica La bioinformatica è una disciplina scientifica che nasce dalla necessità di archiviare numerosi dati delle ricerche e di risolvere problemi biologici a livello molecolare con metodi informatici. Abbraccia vari campi della biologia e della medicina. Per esempio in applicazione con la genomica gestisce e confronta dati su larga scala. 3

4 Cellule Staminali Il termine staminale deriva: dal latino Stamen che significa stame del fiore; dal greco Stamines che indica i travicelli che sono alla base di una murata; dall inglese Stem che significa radice o germoglio. Le cellule staminali sono i precursori di tutte le cellule che compongono gli organi di un individuo. Sono importanti principalmente in due occasioni: - sia durante l accrescimento per produrre le cellule dell individuo adulto; - sia per produrre delle cellule di sostituzione per quelle danneggiate o usurate. 4

5 Una cellula staminale ha due capacità principali: - l autorinnovamento: cioè la capacità di autoreplicarsi; - la pluripotenza: cioè la capacità di differenziarsi. PUO AVVENIRE: la replicazione simmetrica la replicazione asimmetrica il differenziamento Stem Cell Stem Cell Stem Cell Stem Cell Stem Cell Stem Cell Cell Cell Cell

6 CLASSIFICAZIONE in base alle loro caratteristiche: TOTIPOTENTI o morula: caratterizzano le prime fasi dopo la fecondazione. Esse danno origine a tutte le cellule dell organismo compresi gli annessi extraembrionali come la placenta e il cordone ombelicale. PLURIPOTENTI o cellule staminali embrionali: danno origine a molte cellule del nostro organismo. Possono essere prelevate dalle blastocisti e dopo aver tolto il trofoderma possono essere coltivate con elementi biologici che le spingono a differenziarsi. MULTIPOTENTI o cellule staminali adulte: danno origine ad alcuni tipi di cellule e si trovano in quasi tutti gli organi. Per esempio la cellula ematopoietica UNIPOTENTI: danno origine a un solo tipo di cellula.

7 CELLULE MESENCHIMALI Sono un esempio di cellule staminali adulte o multipotenti. Infatti sono in grado di produrre vari tipi di cellule. Esistono vari fonti: - il midollo osseo; - sangue del cordone ombelicale; - membrana esterna della placenta; - tessuto adiposo; - sangue periferico.

8 Induced Pluripotent Stem Cell Nel 2006 Shinya Yamanaka, un medico giapponese, fece una sensazionale scoperta per la quale ha ricevuto il premio Nobel in fisiologia e medicina. IPS è una cellula staminale pluripotente indotta. Questi tipi di cellule si ottengono artificialmente inserendo quattro geni specifici (Oct3/4, Sox2, Klf4, c-myc) a cellule già differenziate dell organismo. In questo modo inizia un processo detto riprogrammazione attraverso il quale le cellule adulte vengono convertite in cellule staminali pluripotenti indotte sostanzialmente simili alle cellule staminali embrionali. Queste quindi possono essere messe in coltura per differenziarsi nelle varie cellule che compongono il nostro organismo. Vantaggi: - non vengono utilizzate cellule embrionali ma cellule create artificialmente; - trapianto autologo, cioè non inducono una reazione di rigetto se vengono trapiantate nello stesso paziente dal quale sono state ottenute, mentre le embrionali sono eterologhe; - si può studiare il processo che porta ad una patologia o testare nuovi farmaci per bloccarlo trasformando in IPS una cellula di un paziente affetto da una malattia genetica. Svantaggi: - il genoma di queste cellule presenta i vettori virali utilizzati per inserire i quattro geni; - c è il rischio che le cellule possano impazzire in quanto le cellule pluripotenti possono dare origine a tutto.

9 Esperienza in laboratorio Strumenti utilizzati:

10 OSSERVAZIONE AL MICROSCOPIO Abbiamo osservato le cellule mesenchimali da placenta al microscopio e abbiamo contato quelle vitali. - Pulire le cellule in coltura e riportarle a volume attraverso il PBS. - Staccarle completamente dalla piastra con la Tripsina. - Aggiungere il Trypan Blue, un colorante che permette di contare soltanto le cellule vitali. Il conteggio avviene attraverso una particolare griglia sulla camera di Burker.

11 CITOFLUORIMETRO Questo strumento permette di analizzare e distinguere le diverse popolazioni di cellule inserite nella provetta. Le cellule vengono aspirate e attraversano un raggio laser che le analizza singolarmente in base: - la dimensione; - la complessità; - i marcatori di superficie; - le fasi del ciclo cellulare. Laser 11

12 ANALISI delle fasi del ciclo cellulare Le cellule hanno un diverso contenuto di dna nelle varie fasi del ciclo cellulare. E possibile separare le cellule che si trovano in diverse fasi in base alla quantità di fluorescenza che emette grazie all aggiunta di propidio. G1 o GAP 1 Fase in cui la cellula si repara alla sintesi del dna. Quantità di dna minima (2n) S o SINTESI Avviene la sintesi del dna che si raddoppia. Quantità intermedia (2/4 n ) G2 o GAP 2 Fase di preparazione alla mitosi. Quantità di dna doppia rispetto a G1 (4n)

13

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