Liceo Scientifico Tecnologico “N. Scarano”
Prof.ssa Serena Scarano
Amicone Sara, Guidone Antonio, Ciafardini
Antonio, Di Lisa Nicola, Griguoli Mario, Colella
Sara, Amicone Alessia
Cellule staminali
CELLULE
STAMINALI
COSA SONO LE CELLULE STAMINALI
Le cellule staminali sono cellule presenti in ogni organismo. Si
caratterizzano dalle altre perchè sono cellule non differenziate
ovvero non hanno ancora una funzione precisa nell’organismo.
Le staminali possono riprodursi in maniera pressoché illimitata,
dando vita contemporaneamente ad altre cellule staminali e a cellule
precursori di una progenie cellulare destinata a differenziarsi e a dar
vita ai vari tessuti.
Le staminali possono essere
-totipotenti, quando danno luogo a tutti i tipi di tessuti,
-pluripotenti (o multipotenti), quando possono generarne
solo alcuni,
-unipotenti, quando danno vita solo ad un tipo di cellula.
Le cellule staminali possono essere:
FETALI
CORDONALI ADULTE EMBRIONALI
Le cellule staminali fetali sono ricavate da aborti. Il loro utilizzo in
medicina equivale all'uso di organi espiantati da cadaveri. Dagli
studi e' emerso che hanno caratteristiche intermedie tra quelle
embrionali e quelle adulte. Tendenzialmente sono pluripotenti e
deputate all'accrescimento peri-natale dei tessuti.
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Le cellule staminali presenti nel sangue del cordone ombelicale
suscitano molta attenzione: molti sperano infatti di poter creare delle
banche apposite di cellule autologhe (proprie) per ogni neonato al
momento della nascita. Per quanto riguarda l'uso autologo, e' previsto
solo previa autorizzazione da parte delle Regioni, e non comporta
alcun onere a carico del donatore. Ma le loro applicazioni possibili
sono ancora ristrette, sembra infatti che siano in grado di produrre
solamente cellule del sangue, che comunque sono un valido aiuto nel
caso di malattie ematologiche, come le anemie o alcuni tipi di cancro.
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Le cellule staminali embrionali si trovano nella regione interna
dell'embrione prima che si sia "attaccato" alla parete dell'utero.
Possono essere isolate, estratte e coltivate in vitro, con il risultato
che, a partire da poche decine di cellule, si possono ottenere linee
di centinaia di milioni di staminali intatte. L'estrazione di queste
cellule richiede la soppressione dell'embrione, che non supera mai
i 14 giorni dalla sua fecondazione.
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Le cellule staminali adulte provvedono al mantenimento dei tessuti e
alla loro eventuale riparazione, ma le loro capacità non sono
illimitate e quando vengono a mancare i tessuti e gli organi tendono
a decadere .
Per quanto riguarda l’uso terapeutico vi sono ancora delle difficoltà
nella crescita e nella coltivazione in vitro e pertanto sono necessari
ulteriori studi e sperimentazioni.
Le cellule staminali di cui tratteremo sono
ADULTE
EMBRIONALI
Tra le staminali adulte più importanti, scoperte fino ad ora,
ci sono:
·
Le staminali del midollo osseo ;
·
Le staminali dell’epitelio che hanno il compito di
produrre le cellule del nostro epitelio;
·
Le staminali del fegato, del pancreas, del cuore;
·
Le staminali cerebrali.
Tra le staminali del midollo osseo si distinguono:
ematopoietiche che hanno il compito di creare le cellule del
sangue (globuli rossi, globuli bianchi, piastrine
ecc); mesenchimali che generano ossa e cartilagine;
Le staminali cerebrali provvedono al rinnovo dei neuroni in
alcune zone del cervello. La scoperta di staminali nel cervello è
stata sorprendente perché prima si pensava che i neuroni di un
individuo fossero quelli presenti sin dalla nascita.
Molte di queste cellule, oltre che produrre le cellule mature del
tessuto in cui risiedono, in ambienti diversi, possono produrre
anche cellule diverse dal loro tessuto di appartenenza. Questo
fenomeno è una scoperta recente ed è detto transdifferenziazione.
ALCUNE APPLICAZIONI
Anche se permangono difficoltà dovute ad implicazioni etiche,
politiche ed economiche, di cui tratteremo in seguito, esistono esempi
di terapie con cellule staminali adulte incoraggianti, che lasciano
intravedere l’enorme potenziale di queste cellule.
Vediamole:
Trapianto di midollo per leucemie
Trapianto della pelle
Trapianto cornea
Rigenerazione di ossa
Trapianto di midollo per leucemie: la prima pratica di terapia
cellulare sviluppata dalla medicina è per la cura delle leucemie. Le
leucemie sono tumori che colpiscono le cellule staminali
ematopoietiche, adibite al continuo rinnovo delle cellule sanguigne.
Molti casi di leucemie possono essere curati tramite l’innesto di
midollo osseo di un donatore compatibile.
Trapianto della pelle: Un altro tipo di staminali adulte molto attive,
sono le staminali dell’epidermide. Grazie a queste cellule, che si
trovano negli spazi più profondi dell’epidermide, è possibile generare
lembi di pelle in laboratorio. Trapiantando i tessuti così ottenuti si
possono curare gravi ustioni che hanno leso l’epidermide a tal punto
da danneggiare le staminali.
Trapianto cornea: Un metodo analogo a quello sopra citato, per il
trapianto di pelle, è utilizzato per il trapianto di cornea. In
particolare, esiste in Italia (nella città di Venezia) un centro
specializzato che si occupa della generazione di cornee a partire
dalle staminali che si trovano nell’occhio del paziente stesso. Grazie
alle cornee ottenute “artificialmente” è possibile curare ustioni da
acidi che spesso portano alla cecità.
Rigenerazione di ossa: In alcune fratture particolarmente
traumatiche vengono persi centimetri di osso. Nel 2001 l’Istituto
dei tumori di Genova ha iniziato la sperimentazione di una tecnica
per rigenerare l’osso andato perduto, con risultati positivi. La
tecnica consiste nel prelevare le staminali mesenchimiali del
midollo osseo del paziente stesso, nell’innestarle su un supporto di
ceramica e nell’impiantare la “miscela” così ottenuta nel paziente. I
primi studi hanno mostrato che le cellule trapiantate si integrano
perfettamente con l’osso.
La cellula staminale embrionale è un tipo di cellula caratteristica
dello sviluppo dell'embrione di una settimana. Essa è ancora non
differenziata, ovvero dotata della potenzialità di dare origine a
ogni tipo istologico presente nell'organismo di cui fa parte, eccezion
fatta per i gameti. (MULTIPOTENZA)
Le uniche cellule staminali totipotenti sono i blastomeri,
derivanti dalle prime divisioni dello zigote, in grado di
generare anche i gameti. I blastomeri, tuttavia, non possono
essere definiti staminali a tutti gli effetti in quanto non sono in
grado di autorinnovarsi.
Le cellule staminali embrionali umane sono ottenute utilizzando
il surplus di embrioni creati in vitro che non vengono impiegati per
tentare di ottenere una gravidanza.
L’embrione durante le prime fasi del suo sviluppo ha l’aspetto di una
vescicola: la blastocisti. Essa ha tre strutture:
•
trofoblasto - livello di cellule che circonda la blastocisti;
•
blastocele - l'intercapedine vuota dentro la blastocisti;
•
la massa interna- le cellule che daranno origine al corpo
dell’embrione costituiscono una masserella che sporge verso l’interno
della cavità (bottone cellulare interno o embrioblasto).
Le cellule staminali embrionali si
trovano nella regione interna
dell’embrione prima che si sia
“legato” alla parete dell’utero.
Possono essere isolate, estratte e
coltivate in vitro con il risultato
che, a partire da poche decine di
cellule, si possono ottenere linee
di centinaia di milioni di
staminali intatte.
Secondo la loro origine vengono
suddivise in:
eterologhe
autologhe
Le eterologhe si trovano nella regione interna dell'embrione prima
dell'impianto in utero. Le eterologhe hanno patrimonio genetico
diverso da quello del malato a cui potrebbero essere destinate e
perciò esiste, per lo meno sul piano teorico, il rischio che siano
“rigettate” perché non compatibili. Potrebbero essere ricavate dagli
embrioni soprannumerari rimasti inutilizzati presso i centri per la
cura dell’infertilità. Questi embrioni vengono conservati a
temperatura bassissima generalmente per 5 anni, dopo di che non
sono più impiantabili.
Le staminali embrionali autologhe sono prelevate dopo
che il nucleo di una cellula adulta viene trasferita in un
uovo privato del suo nucleo. Possono essere trapiantate
senza alcun rischio di rigetto e possiedono lo stesso
patrimonio genetico del donatore.
Le possibilità di trapianto per un paziente sono due:
• utilizzare staminali eterologhe prelevate da un embrione
soprannumerario e poi coltivarle
Oppure
• prelevare una cellula del paziente X, dare vita ad un
embrione tramite clonazione e poi prelevare le staminali
autologhe sviluppatesi nell’embrione stesso, cellule che
hanno il medesimo patrimonio genetico di X.
Come crescono le cellule embrionali in
laboratorio?
Si sviluppano attraverso il processo di coltura cellulare. la massa
interna della blastocisti è isolata e inserita in una capsula di Petri
(plastica) che contiene il terreno di coltura. Tenuto alla temperatura
ed all'umidità adatte le cellule si dividono e si diffondono sulla
superficie del piatto.
Le cellule della massa interna della blastocisti proliferano e coprono la
capsula di Petri. Poi sono rimosse delicatamente e sono trapiantate su
parecchie capsule di Petri fresche. Tale operazione viene ripetuta per
molte volte e per molti mesi ed è definita sub-coltivazione. Si possono
così formare milioni di cellule staminali.
Le cellule staminali embrionali non differenziate saranno
stimolate a differenziarsi nel tipo desiderato di cellula.
Per produrre le cellule differenziate i ricercatori
cambiano la composizione chimica del terreno di coltura
e la superficie della capsula di Petri e modificano le
cellule inserendo geni specifici.
L’approccio terapeutico con cellule staminali embrionali (ESC) è
promettente per il trattamento di patologie caratterizzate da un’estesa
morte cellulare, soprattutto a carico di tessuti “perenni” o resi incapaci di
rigenerare:
– Malattie neurodegenerative (AD, PD, HD etc.)
– Distrofie muscolari
– Malattie cardiache (infarto, ischemia, malattie coronariche, croniche,
etc.)
– Leucemie
– AIDS
– Malattie genetiche
07/03/14
Ma quale fonte utilizzare per produrre ESC?
POSSIBILI FONTI DI ESC
• Utilizzo di embrioni “soprannumerari” derivanti da IVF
• Produzione di embrioni tramite trasferimento nucleare da cellule
somatiche del paziente in oociti di donatrici (“clonazione terapeutica”)
PROBLEMATICHE ETICHE E SOCIALI
• Consenso per chi dona gli oociti
• La blastocisti è già un essere umano o solo un insieme di cellule?
• La clonazione “terapeutica” è veramente diversa da quella
“riproduttiva”?
• Le cellule staminali “clonate” possono costituire una terapia realistica?
Solo per pazienti ricchi?
• L’utilizzo terapeutico può incidere sul giudizio etico?
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Vi ringraziamo per la
cortese attenzione e vi
auguriamo buon
proseguimento
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