Scienza A*va 13 novembre 2013 Formazione docen7 Le Cellule Staminali Luca Bonfanti University of Turin NICO Neuroscience Institute Cavalieri Ottolenghi
Mondi paralleli nella galassia delle cellule staminali (comunicazione scien-fica e distorsione della realtà)
Trial clinici aper7 che coinvolgono l uso di cellule staminali per tracare disordini neurologici (aggiornato al 2012) Donegà et al., 2013 Neural Stem Cells: new perspec7ves L. Bonfan7 Editor, 2013
Il sistema nervoso dei mammiferi non ripara e non rigenera
Complessità archite7urale del sistema nervoso Pelle, sangue, osso Numero di elementi: 10-100 miliardi di neuroni più di 100 miliardi di cellule gliali un neurone riceve 5.000-150.000 sinapsi Organizzazione non modulare: intreccio di prolungamenti sinapsi diverse secondo la posizione più di 40 neurotrasmettitori diversi tipi di neuroni NON SI RINNOVA
Complessità archite7urale del sistema nervoso Numero di elementi: 10-100 miliardi di neuroni più di 100 miliardi di cellule gliali un neurone riceve 5.000-150.000 sinapsi Organizzazione non modulare: intreccio di prolungamenti sinapsi diverse secondo la posizione più di 40 neurotrasmettitori diversi tipi di neuroni NON RIPARA
La rigenerazione nel sistema nervoso sarebbe stata abbandonata nel corso dell evoluzione 25 anni 60 anni 90 anni? Evoluzione biologica Evoluzione culturale
eppure i neuroni possono vivere a lungo RaCo RaCo Topo RaCo (36 mesi)
e nel cervello ci sono cellule staminali Bonfan@ et al. Neuroscience 1992 Ippocampo Ventricolo laterale Cellule staminali neurali Neurogenesi adulta
Zone neurogeniche
Nicchia staminale neurale
a Se me*amo i topi in gabbie con diversi ambien7 Ambiente normale (senza s7moli) b Ruota per a*vità fisica c Ambiente arricchito
Ecco cosa succede nell ippocampo Topo normale Topo corridore La neurogenesi è aumentata nell ippocampo dei topi corridori
L ambiente arricchito aumenta la neurogenesi
A*vità motoria A*vità intellecuale Stress
Cellule staminali Traumi Invecchiamento Sclerosi mul7pla Ictus Parkinson Hun7ngton Alzheimer 36 milioni nel mondo 1 milione in Italia In aumento (80 milioni nel 2060)
Esempio di una terapia a base di staminali che funziona Cornea Nicchia staminale della cornea
Pelle Fegato Cervello A7. N.
Qual è la funzione della neurogenesi adulta? Canto Comunicazione Riconoscimento partner Segnalazione pericolo Memoria e apprendimento OlfaCo Comunicazione Riconoscimento partner Segnalazione pericolo Ricerca cibo
Neurogenesi, staminali e rigenerazione Funzioni fisiologiche + rigenerazione Diffusa nel SNC Solo funzioni fisiologiche Localizzata in 2 aree
Effetto bystander esogeno di cellule staminali Cellule staminali neurali iniecate endovena (Nicchie perivascolari a7piche) Cortesia Dr. Stefano Pluchino
Traslazione delle osservazioni sperimentali in approcci clinici efficaci Domande urgen7 ancora senza risposta: 1) Fonte ideale di cellule staminali/progenitori 2) Vie ideali di somministrazione 3) Momento ideale di somministrazione 4) Rapporto ideale tra differenziamento e persistenza delle cellule nel tessutro 5) Meccanismi di riparazione (sos@tuzione/bystander)
Trial clinici aper7 che coinvolgono l uso di cellule staminali per tracare disordini neurologici (aggiornato al 2012) Donegà et al., 2013 Neural Stem Cells: new perspec7ves. L. Bonfan7 Editor, 2013
Il turismo delle staminali 700 cliniche nel mondo Costo medio del tracamento: 20.000 40.000 Euro (+ viaggio)
Tu7o ciò che ha a che vedere con le staminali è estremamente sfuggente e complesso
Stem cells: 116.000.000 risulta@ Cloning: 37.200.000 risulta@ Cell therapy: 66.000.000 risulta@
Come la scienza diventa opinione
Ricercatore (Ente finanziatore) Come procede la scienza Lavoro di sperimentazione Risultato Congresso scien@fico Rivista scien@fica Peer review Pubblicazione scien7fica (ra@fica ufficiale ) 1 livello di controllo comunità scien7fica (analisi cri@ca, riproduzione da@ ) Conferma o smen7ta da parte di altri gruppi di ricerca (conferma reale ) 2 livello di controllo
Ricercatore (Ente finanziatore) Come procede la scienza e come viene comunicata Lavoro di sperimentazione Risultato Congresso scien@fico Rivista scien@fica Peer review Ar@colo di comunicazione sui media Pubblicazione scien@fica comunità scien7fica Molta della comunicazione bypassa il controllo Conferma o smen7ta
Idea (proge7o di ricerca) Ente finanziatore 1 Lavoro di sperimentazione Risulta7 Rivista scien@fica 2 Livelli di controllo interni della libertà di ricerca Peer review 3 Pubblicazione scien@fica Politica, Legislazione Applicazioni (es. Industria)
Alterna7ve dalla ricerca di base
Progenitori locali parenchimali (cellule endogene) Ng2 Map5 Crociara P, Parolisi R, Conte D, Fumagalli M, Bonfan@ L (2013) PLOS ONE, e63258 vol. 8.
Genesi di interneuroni nel cervelletto del coniglio giovane e adulto BrdUDCX Doublecortin (DCX) Pax2DCX Pax2: trascription factor (Marker for cerebellar interneuron precursors of neuroepitheliale origin) BrdU+ (2 months post-injection) Ponti G., Peretto P., Bonfanti L., 2008, PLoS ONE
Genesi di neuroni nel corpo striato del coniglio adulto DCXKi67 Luzzati et al., 2006, J Neurosci
NEURONI IMMATURI (non neogenera7) Neuroni cor7cali dello strato II Topo Coniglio GaCo Bonfan7 and Nacher 2012 Prog. Neurobiol.
SISTEMI di CELLULE DCX+ NEL CERVELLO DELLA PECORA Corpo calloso Corteccia Stream anteriore del corpo calloso (sacc) Neuroni dello strato II cor-cale (CLIIN) Formazione capsulare (FC) Capsula esterna Piumab e Bonfan@, in preparazione
Effetto bystander endogeno di cellule staminali/progenitori Neurogenesi reattiva Gliogenesi reattiva
Per curare le mala*e neurodegenera7ve con le cellule staminali è necessario ancora inves7re molto nella ricerca di base Neuroscience Institute Cavalieri Ottolenghi Al NICO lavorano 8 gruppi di ricerca dell Università di Torino L attività di ricerca dell istituto è dedicata a indagare la struttura e la funzione normale del sistema nervoso, i processi patologici e degenerativi e i meccanismi di riparazione.