Che cos è una cellula staminale?

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1 Che cos è una cellula staminale? Una cellula che ha la capacita di rigenerarsi - self renewal (dare origine ad altre cellule staminali) dare origine a cellule specializzate Una cellula staminale è una cellula che si divide dando origine ad una cellula uguale alla cellula madre (staminale) e ad una cellula progenitore che si può ancora dividere molte volte prima di differenziare in uno o più tipi cellulari.

2 Che cosa è il Differenziamento Il processo attraverso il quale una cellula indifferenziata (una cellula staminale) si specializza in un particolare tipo cellulare Sviluppa determinate strutture e compie specifiche funzioni. χελλυλα staminale χελλυλα staminale χελλυλα specializzata neurone

3 Irradiato mortalmente Topo transgenico Con GFP in tutte le cellule Trapianto di staminali midollari fluorescenti VIVE!!! E tutte le cellule del sangue saranno verdi! E possibile ricostituire l intero apparato emopoietico di un topo irradiato letalmente con una sola cellula Staminale!

4 Cellule Staminali Embrionali Una Cellule Staminale Embrionale deriva da un gruppo di cellule dell inner cell mass presenti all interno dell embrione (blastocisti) Inner Cell mass Nodo embrionale fertilizzazione Blastocisti Cellule Staminali Adulte La classificazione è comunque approssimativa in quanto tra le cellule staminali adulte sono quelle che si ottengono dopo la gastrulazione. Sono comprese quelle fetali, quelle presenti negli abbozzi degli organi e quelle neonatali prelevabili dal cordone ombelicale.

5 Proprietà delle cellule staminali embrionali. Sono capaci di un eseguire un numero illimitato di divisioni Sono pluripotenti essendo in grado sia in vivo che in vitro, di dare origine a cellule differenziate appartenenti ai tre foglietti embrionali ectoderma LIF endoderma ICM Inner Cell Mass mesoderma Epidermide Neuroni Ectoderma Cellule β- Cardiomiociti pancreatiche Endoderma Muscolo liscio Eritrociti Mesoderma

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7 Le cellule ES o staminali embrionali possono essere geneticamente Modificate in vitro mediante sostituzione di un gene sano con uno mutato e viceversa (ricombinazione omologa). Le cellule ES modificate o non, iniettate in una blastocisti ospite colonizzano tutti i tessuti dell embrione compresa eventualmente la linea germinale. Il gene di interesse potrà essere trasmesso alla progenie L embrione sarà una CHIMERA.

8 Nel 1988 sono state isolate e coltivate per la PRIMA VOLTA cellule Staminali Embrionali Umane: esse danno origine a neuroni, cardiomiociti, epatociti. Tali cellule possono essere usate per ricostituire tessuti danneggiati da malattie degerative (infarto, Parkinson, diabete). CONCETTO DI PLASTICITA Le cellule staminali embrionali ottenute da embrioni non impiantati, quali quelli ottenuti in eccesso durante i processi di fecondazione assistita, sono immunologicamente diverse dal paziente in cui sarebbero trapiantate e ciò richiederebbe procedure di immunosoppressione simili a quelle utilizzate per i trapianti di organo.

9 E possibile utilizzare le cellule staminali embrionali per sostituire una cellula o un tessuto danneggiato? Modelli animali di malattie cardiache ad esempio..un cuore danneggiato? ad esempio epidermide danneggiata?..da ustioni:

10 Una Cellula Staminale Adulta è una cellula indifferenziata (non-specializzata) presente in un tessuto differenziato (specializzato).la capacità delle cellule staminali adulte di specializzarsi in diversi tipi cellulari è limitata rispetto a quella delle cellule staminali embrionali.. Oggi si sa che tutti i tessuti, anche quelli che non sono dotati di grossa capacità proliferativa posseggono cellule staminali.

11 Perché le cellule staminali adulte possano avere un utilizzo terapeutico Devono essere risolti i seguenti problemi: 1- Le cellule staminali devono essere isolate dallo stesso tessuto affetto o da altri tessuti clinicamente accessibili. 2- Le cellule devono essere in numero sufficiente o essere espanse senza perdere la staminalità. 3-Le cellule devono essere veicolate al tessuto danneggiato in modo selettivo ed efficiente (intratissutale o ematica). 4-Le cellule staminali devono sopravvivere nel tessuto danneggiato e differenziare nel tipo tissutale corretto ed utile alla riparazione del tessuto danneggiato.. Ad oggi queste necessità non sono state ancora soddisfatte per nessun tipo di cellula staminale. Non bisogna quindi abbandonare gli studi che riguardano sia le cellule staminali adulte che quelle embrionali.

12 Problemi etici connessi con l uso delle cellule staminali umane Riguardano in realtà solo le staminali embrionali umane. Febbraio 2004: legge 40 (fecondazione medicalmente assistita) Vieta la produzione di staminali embrionali anche da embrioni congelati Giugno 2005: Referendum proposto dalla Associazione Luca Coscioni I ricercatori hanno il divieto di produrre ES dalle decine di migliaia di embrioni che giacciono nei congelatori. Questi embrioni non possono essere impiantati ed il loro utilizzo equivarrebbe concettualmente al prelievo di un organo da un soggetto in coma irreversibile!. Un embrione naturale ha il 30% di probabilità di nascere, quello in vitro il 20%, un embrione clonato ha meno di 1% di probabilità di nascere. E giusto dire: sacrifico una vita umana per curarne un altra???? Chi adotterà embrioni umani???? Nel Regno Unito la ricerca sulle ES è finanziata con fondi pubblici. In Germania ed Austria è vietata. In USA e Spagna la ricerca sulle cellule ES è finanziata da enti privati in maniera massiccia. Qualora il referendum bloccasse la ricerca sulle ES in Italia, tale ricerca proseguirebbe in altri paesi. Il motivo della situazione in Italia è legato al concetto cattolico della sacralità della vita umana che è esteso anche alla blastocisti. Una struttura clonata è paragonabile ad un tessuto, non ad una vita.

13 Clonazione terapeutica (trasferimento nucleare) clonazione riproduttiva

14 Per creare cellule staminali autologhe esiste una strategia che consiste nel prelevare cellule uovo mature ma non-fecondate da donatrici, rimuovere il pronucleo femminile ed inserirvi un nucleo isolato da una cellula somatica del paziente. L uovo inizierà in una certa percentuale di casi a segmentarsi ed a raggiungere lo stadio di blastocisti. A questo punto le cellule del nodo embrionale saranno isolate e Coltivate per ottenere il tipo cellulare che occorre per ricostituire il tessuto danneggiato del paziente.

15 La clonazione riproduttiva consente alla blastula ottenuta per trasferimento nucleare di svilupparsi fino a generare un nuovo individuo. Tale procedura descritta 40 anni fa da Gourdon negli anfibi non si riteneva possibile per i mammiferi fino alla nascita di Dolly. Finora sono stati clonati diversi mammiferi ma non primati. Tutti gli animali clonati presentano difetti e muoiono prematuramente.

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17 La ricerca scientifica Questo referendum vuole abrogare le norme della Legge 40 che vietano la sperimentazione sulle cellule embrionali. Gli embrioni destinati alla ricerca sarebbero quelli che non possono essere impiantati nella donna e che vengono congelati per essere conservati (crioconservati): i cosiddetti embrioni soprannumerari Referendum 1 SE VINCE IL NO O L ASTENSIONE (rimane la situazione attuale) SE VINCE IL SI Gli embrioni soprannumerari non possono essere congelati È vietato qualunque tipo di clonazione. Gli embrioni soprannumerari potranno essere congelati e resi disponibili per successivi impianti e per la ricerca scientifica Continuerà ad essere vietata la clonazione riproduttiva, mentre sarà permessa la clonazione terapeutica.

18 Referendum 2 La salute della donna Oggi molte coppie non possono avere figli: o perché affette da sterilità completa, o perché affette da qualche forma di infertilità

19 SE VINCE IL NO O L ASTENSIONE (rimane la situazione attuale) Le coppie possono sottoporsi alle tecniche di fecondazione assistita solo se i medici abbiano scoperto con certezza qual è la causa della sterilità Queste coppie possono sottoporsi alle tecniche di fecondazione assistita solo se dimostrano di avere già percorso tutte le strade possibili per guarire Non possono accedere le coppie non sterili portatrici di malattie genetiche Possono essere fecondati solo 3 ovociti, che devono essere tutti re-impiantati Nel caso in cui si formino embrioni portatori di malattie genetiche il medico è obbligato a impiantarli nella donna. La donna non può tornare sulla sua decisione: ha la possibilità di accettare il feto malformato oppure di ricorrere, più tardi, all aborto terapeutico SE VINCE IL SI Potranno sottoporsi alle tecniche di fecondazione assistita anche le coppie affette da infertilità non documentabile, per esempio quella di tipo psicologico Potranno sottoporsi alle tecniche di fecondazione assistita anche le coppie (per esempio quelle intorno ai 40 anni) che non hanno il tempo di sperimentare altri tipi di cure Potranno accedere le coppie che, essendo portatrici di malattie genetiche, è sconsigliabile che abbiano figli naturalmente Potranno essere fecondati più di 3 ovociti, e non dovranno essere impiantati tutti contemporaneamente.iin caso di fallimenti la donna non si deve sottoporre a un nuovo ciclo di stimolazione e a un nuovo impianto di ovociti Nel caso in cui si formino embrioni portatori di malattie genetiche, la donna avrà la facoltà di rifiutare l impianto.

20 Referendum 3 I diritti dell'embrione L incontro tra spermatozoo e cellula uovo produce una cellula chiamata zigote che, suddividendosi, dà luogo a formazioni cellulari chiamate embrioni SE VINCE IL NO O L ASTENSIONE (rimane la situazione attuale) L embrione, secondo la Legge 40, gode degli stessi diritti di una persona. SE VINCE IL SI L embrione non sarà più parificato a una persona, portatrice di diritti giuridici Il diritto alla salute della madre deve essere sacrificato al diritto all integrità fisica dell embrione I diritti della madre prevarranno in caso di conflitto

21 Referendum 4 La fecondazione eterologa La fecondazione eterologa consiste nell utilizzo del seme e dell ovocita di un donatore esterno SE VINCE IL NO O L ASTENSIONE (rimane la situazione attuale) SE VINCE IL SI Nessuna coppia può accedere alla fecondazione eterologa Potranno accedere alla fecondazione eterologa le coppie maggiorenni di sesso diverso, coniugate o conviventi, in età potenzialmente fertile, entrambi viventi.