CELLULE STAMINALI

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1 CELLULE STAMINALI

2 Cos è una cellula staminale? Cellula primi3va, non matura PROPRIETÀ: generare cellule differenziate; autorigenerarsi (self- renew).

3 Stammzelle Ernst Haeckel (1968) Disegna alberi filogene3ci dell evoluzione gli Stammbäume Stammzelle è l antenato unicellulare che dà origine a tuye le cellule dell organismo Stamen, staminis (Lat); String (Engl); Ordito, filo (Ita)

4 Cellule staminali storia a.c inzi Eschilo Prometeo Incatenato Trembley idra Spallanzani Prodromo di un'opera da imprimersi sulle riproduzioni animali Schleider e Schawann TEORIA CELLULARE

5 Cellule staminali storia 1900 Cellula che si autorigenera nei tessu3 che si autorigenerano; 1908 Maksimov: propone il termine cellula staminale e suggerisce l esistenza di cellule staminali ematopoie3che; 1963 Till e McCulloch: scoprono l esistenza delle cellule staminali ematopoie3che nel midollo osseo del topo; 1968 primo trapianto di midollo osseo tra gemelli affe] da SCID; 1981 Evans: iden3fica le cellule staminali embrionali ndl topo; 1997 Wilmut: Dolly the Sheep (trasferimento nucleare); 1998 Thomson e Gearhart: cellule staminali embrionali umane, le fanno crescere in laboratorio; 1999 Cellule staminali dell adulto; 2006 Yamanaka: cellule staminali pluripoten3 indoye

6 Cellule staminali classificazione

7 Cellule staminali

8 Cellule staminali potenzialità ToM-, Pluri-, MulM-, Uni- potenza ToMpotenza: abilità di una singola cellula di dividersi e produrre tuye le cellule differenziate di un organismo. Nei mammiferi: dallo zigote allo stadio embronale di 4 cellule; Pluripotenza: abilità di una cellula di differenziare in uno dei tre foglie] germina3vi: endoderma, mesoderma o ectoderma. Una singola cellula non può dare origine ad un animale adulto. Nei mammiferi: inner cell mass della blastocis3; MulMpotenza: abilità di una cellula di differenziare in un limitato numero di cellule, generalmente appartenen3 allo stesso foglieyo germina3vo. Nei mammifer: adult stem cells (progenitori) presen3 in alcuni tessu3 sono mul3poten3; Unipotency: abilità delle cellule di differenziare in una singola cellula. Nei mammiferi: adult stem cells presen3 in alcuni tessu3 sono unipoten3.

9 Cellule staminali potenzialità ToM-, Pluri-, MulM-, Uni- potenza

10 Cellule ES differenziamento in vitro ( 2006 Terese Winslow)

11 Cellule ES differenziamento in vivo teratomi (trapianto nel topo) chimera (inoculo nella blastocis3)

12 Cellule ES differenziamento in vivo (Developmental Biology, S. Gilbert)

13 Cellule ES potenzialità in medicina ( 2006 Terese Winslow)

14 Cellule ES problema3che Per oyenere le cellule staminali bisogna distruggere l embrione e una parte della società considera il ricercatore come un assassino. Un altra parte della società non considera la blastocis3 una persona, ma come un insieme di 200 cellule (in vitro) in sovrannumero Elena CaYaneo, oyobre 2013 (Europa: embrioni di riserva congela3 provenien3 da FIVET) Germania Gran Bretagna Italia illegale legale, ma le leggi in materia sono rigorose illegale Israele legale USA Bush: illegale (cellule derivate prima del ) Obama: prima sperimentazione clinica con ES umane (Execu3ve Order Removing Barriers to Responsible Scien3fic Research Involving Human Stem Cells - March 9, 2009) hyp://aulascienze.scuola.zanichelli.it/interviste/2013/10/08/staminali- embrionali- tra- e3ca- e- legge- intervista- a- elena- cayaneo/ hyp:// stem- cell- story/italian

15 Cellule Staminali del Cordone Ombelicale (UCB) Le UCB sono fonte di: cellule staminali emopoie3che progenitori endoteliali progenitori mesenchimali cellule staminali pluri/mul3poten3 Vantaggi: quan3tà immaturità immunologica criopreservazione e banking (Van de Ven et al., 2007)

16 Cellule Staminali Adulte 7 gennaio 2007 Paolo De Coppi et al., annunciano di aver scoperto cellule staminali nel liquido amnio3co

17 Cellule Staminali Adulte Le cellule staminali adulte sono presen3 in alcuni organi del nostro corpo Sono in grado di rigenerare i tessu3 dove risiedono

18 Cellule Staminali Adulte Michele De Luca is currently coordina3ng the first (successful) ex- vivo epithelial stem cell- mediated gene therapy clinical trial for the gene therapy of junc3onal epidermolysis bullosa, a serious gene3c skin disease. hyp:// de- luca

19 Cellule ES vs Cellule Staminali Adulte PluripotenM Cellule ES In vivo: popolazione transiente all interno della blastocis3. Cellule Staminali Adulte MulMpotenM o unipotenm In vivo: risiedono nelle nicchie negli organi degli adul3. La capacità di auto- rinnovamento è limitata nel tempo In vitro: la capacità di auto- rinnovamento può essere mantenuto indefini3vamente. In vitro: non tuye le cellule staminali adulte possono essere mantenute in coltura.

20 Cellule pluripoten3 indoye (ips) Il team di Yamanaka produce per la prima volta nel 2006 a par3re da cellule di topo Nel 2007 vengono derivate da cellule umane Shinya Yamanaka, premio Nobel 2012

21 Cellule pluripoten3 indoye (ips) Oct4 : transcrip3on factor Nanog: transcrip3on factor Sox2: transcrip3on factor c- Myc: transcrip3on factor / proto- oncogene Klf- 4: transcrip3on factor

22 Cellule pluripoten3 indoye (ips) Milestones nella storia delle ipsc Agosto 2006: ipsc vengono generate dal team Yamanaka; Giugno 2007: ipsc vengono prodoye a par3re da fibroblas3 murini (vengono prodo] topi chimerici); Agosto 2008: ipsc generate da una donna di 82 anni affeya da sclerosi laterale amiotrofica vengono differenziate in motoneuroni; Febbraio 2009: ipsc vengono generate usando un solo fayore Oct4

23 ipsc Come nasce un fegato nuovo hyp:// staminali_pluripoten3_per_fegato_umano /1/

24 ipsc

25 ipsc

26 STAP cells Nature, 2014 acquisizione di pluripotenza innescata dallo s3molo (s6mulus- triggered acquisi6on of pluripotency, STAP).

27 STAP cells differenziazione in vitro differenziazione in vivo (teratoma forma3on)

28 STAP cells

29 STAP cells CaraYeris3che delle cellule STAP: non sono in grado di autoreplicarsi; possono essere mantenute in coltura solo per pochi giorni. Trasferendo le cellule STAP nelle stesse condizioni di coltura u3lizzate per le staminali pluripoten3, le STAP iniziano a proliferare, acquisendo carayeris3che struyurali e marker delle cellule staminali embrionali. Le STAP potrebbero essere simili alle cellule intermedie, riprogrammate in modo incompleto, che si osservano durante la formazione delle ipsc. Le STAP potrebbero avere importan3 implicazioni per la medicina rigenera3va

30 Staminali cibo in proveya Nature, 2010

31 Staminali cibo in proveya Nature, 2010

32 Staminali cibo in proveya I realized this could have much greater impact than any of the medical work I d been doing over 20 years in terms of environmental benefits, health benefits, benefits against world starva3on, Mark Post

33 Staminali Metodo Stamina Nature, 2014 Stamina says that its technique involves extrac3ng mesenchymal stem cells from a pa3ent s bone marrow, culturing them so that they turn into nerve cells, and then injec3ng them back into the same pa3ent. But full details of the method have never been revealed, and Vannoni provided the full protocol to the expert commiyee only in August.

34 Nature, 2014 Staminali Metodo Stamina