Diapositiva 1 - Università degli Studi di Firenze
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«Vita, morte e miracoli della cellula staminale» Prof.ssa Gabriella Vannelli Sezione di Anatomia Umana e Istologia Dipartimento di Medicina Sperimentale e Clinica Firenze, 13 marzo 2015 Il lungo e affascinante viaggio della ricerca sulle cellule staminali “CELLULA STAMINALE” cellula immatura, che possiede la capacità di esteso o illimitato autorinnovamento (cioè di generare cellule sostanzialmente identiche a se stessa) combinata con la capacità di generare una progenie di cellule differenziate con diverse specializzazioni e competenze funzionali I PRINCIPI DI STAMINALITA’ Capacità di autorinnovamento Capacità di generare una cellula figlia diversa da se stessa e capace di differenziare SIMMETRIA/ASIMMETRIA Potenzialità TOTI-PLURI-MULTI-UNI POTENTE Stretta dipendenza dal microambiente NICCHIA I PRINCIPI DI STAMINALITA’ Capacità di autoriprodursi Capacità di generare una cellula figlia diversa da se stessa e capace di differenziare DIVISIONE CELLULARE SIMMETRICA E ASIMMETRICA autorinnovamento differenziazione Selfrenewal divisione simmetrica divisione asimmetrica I PRINCIPI DI STAMINALITA’ Potenzialità I PRINCIPI DI STAMINALITA’ Potenzialità fecondazione TOTIPOTENZA zigote Stadio a 8 cellule questa cellula può formare embrione e annessi embrionari feto umano di 8 settimane PLURIPOTENZA morula blastocisti questa cellula può formare solo l’embrione (tutti i tipi cellulari dell’embrione) Cellule staminali embrionali embrione umano di 6 settimane I PRINCIPI DI STAMINALITA’ da blastocisti a gastrula III settimana Potenzialità foglietti embrionali feto umano di 9 settimane I PRINCIPI DI STAMINALITA’ Potenzialità CORDONE OMBELICALE FETO INDIVIDUO ADULTO MULTIPOTENZA cellule staminali ematopietiche cellule del sangue cellule staminali neurali cellule del tessuto nervoso cellule staminali mesenchimali Tessuto connettivo, ossa, cartilagini, cellule adipose Cellule staminali adulte o tessuto-specifiche possono differenziarsi in diversi tipi di cellule specializzate di un solo tessuto I PRINCIPI DI STAMINALITA’ Potenzialità EPIDERMIDE INTESTINO UNIPOTENZA compartimento germinale cheratinociti Cellule staminali adulte o tessuto-specifiche possono differenziarsi in un unico tipo di cellula specializzata enterociti I PRINCIPI DI STAMINALITA’ NICCHIA Le cellule staminali si trovano in microambienti denominati nicchie caratterizzate da una complessa rete di segnali biochimici, che, in presenza di citochine e/o fattori di trascrizione, interazioni cellulacellula e cellula-matrice ne modulano la proliferazione e ne indirizzano il differenziamento Le nicchie staminali cornea cervello cuore pelle intestino fegato muscoli midollo osseo Stem Cell Research (2014) 13, 631–646 Nicchie staminali del tessuto nervoso hippocampus Subgranular zone of the dentate gyrus in the hippocampus CELL 132,645 2008 Nicchie staminali del tessuto nervoso Nicchia sottoventricolare Nicchia del giro dentato B C G A CHE COSA SERVONO LE CELLULE STAMINALI? Costruire e Mantenere l’integrità strutturale e funzionale degli organi adulto 21 anni A life story… 10 anni 5 anni 3 anni 1 anno SVILUPPO EMBRIONALE IV settimana 26-28 gg 8 settimane 8 settimane SVILUPPO EMBRIONALE abbozzo arto superiore archi faringei piastra digitale (mano) prominenza cardiaca 26-28 gg raggi digitali 42-44 gg pollice 45-48 gg 49-56 gg SVILUPPO EMBRIONALE IV settimana SVILUPPO EMBRIONALE PRATICA CLINICA E SPERIMENTAZIONE Grandi aspettative per malattie al momento incurabili REALTA’ CLINICA Trapianto di cellule staminali ematopoietiche Trapianto di cellule staminali isolate da alcuni epiteli Tessuto cutaneo Cornea STUDI PRECLINICI (NELL’ANIMALE) PROTOCOLLI CLINICI SPERIMENTALI IN STUDIO Cuore Muscolo scheletrico Pancreas Sistema Nervoso Le cellule staminali ematopoietiche isolate da midollo osseo, offrono una possibilità di cura, spesso l’unica, per pazienti con gravi malattie del sangue come le leucemie, in particolare quelle infantili, varie forme di tumori e talassemia. Le cellule staminali epiteliali derivanti da piccole biopsie della cute sana del paziente sono in grado di far crescere in laboratorio nuova pelle trapiantabile su pazienti ustionati gravi Le cellule staminali corneali prelevate dal limbus sono in grado di ricostruire una cornea funzionante in pazienti con cornea gravemente danneggiata PRATICA CLINICA E SPERIMENTAZIONE Grandi aspettative per malattie al momento incurabili REALTA’ CLINICA Trapianto di cellule staminali ematopoietiche Trapianto di cellule staminali isolate da alcuni epiteli Tessuto cutaneo Cornea STUDI PRECLINICI (NELL’ANIMALE) PROTOCOLLI CLINICI SPERIMENTALI IN STUDIO Cuore Muscolo scheletrico Pancreas Sistema Nervoso HD basal ganglia basal ganglia Primo anno Secondo anno Sesto anno GRAZIE !
