Nell’ambito del progetto “GENETICA e DNA” sono stati
studiati gli aspetti della medicina rigenerativa
in
riferimento alle cellule staminali.
Il 24 aprile 2012 ci siamo recati presso il Dipartimento di
Istologia ed Embriologia Umana per una lezione teorica
sulle staminali cui ha fatto seguito l’attività sperimentale.
Breve presentazione dei momenti più interessanti e
significativi che hanno caratterizzato questa esperienza.
Lezione teorica
Prof. Musarò (dip. Istologia ed Embriologia – Univ. Roma “Sapienza”)
A partire dalla rigenerazione bidirezionale (es: idra,
planaria, lombrico, stella marina) e da quella unidirezionale
(es: anfibi) siamo arrivati al blastema (in embriologia,
gruppo di cellule che rimangono a lungo indifferenziate e,
proliferando, danno origine ad abbozzi di organi ).
L’uomo non è in grado di attivare il blastema …
il sogno è attivarlo negli esseri superiori per rigenerare per
esempio … un arto amputato!
Allora oggi si studiano i tessuti che sappiamo essere in
grado di rinnovarsi, e così …
arriviamo alle Cellule Staminali!
Le cellule staminali sono cellule giovani, non edotte ma
con grandi potenzialità.
La cellula staminale ha una divisione asimmetrica:
una cellula figlia resta staminale, l’altra riceve i segnali di
specializzazione.
La cellula staminale invecchia più tardi delle altre cellule.
Continuando, nell’uomo, approdiamo all’ovocita, quindi
alla morula e finalmente alla blastula.
La blastula (5-6 giorni dalla fecondazione) ha un
“mucchietto” di cellule staminali nella parte interna e solo
quando si impianta in utero può formare l’embrione.
Queste cellule staminali sono pluripotenti perché possono
differenziarsi in tutti i diversi tipi di cellule del nostro
organismo.
Oggi si è in grado di riprogrammare i fibroblasti (cellule che
si ottengono da un lembo di pelle) forzando l’espressione
di 4 geni: si aggiungono i codici genici di 4 geni maestro
che orchestrano un programma specifico quando vengono
espressi … e quelli che erano fibroblasti specializzati,
assumono le caratteristiche delle cellule staminali
embrionali!
Da cellule adulte ho così ottenuto cellule staminali
embrionali indotte.
La ricerca continua…
In tutti i tessuti ci sono cellule staminali, nel cervello però
sono in riposo.
Con il passare del tempo (intorno ai 40-50 anni) i nostri
tessuti non sanno attivare più le cellule staminali.
Il problema, nell’individuo vecchio, non è solo nel numero
minore di cellule satelliti staminali, ma…
tutto dipende dalla qualità del microambiente.
Per capire il microambiente ci viene spiegato il seguente
ESPERIMENTO DI PARABIOSI
Si prendono due topolini, uno giovane e uno vecchio.
Si scambia il sistema circolatorio del topo giovane con
quello del topo vecchio quindi si induce un danno
muscolare.
Nel topo vecchio si riattivano le cellule muscolari perché
col trapianto è stato impiantato il fattore di crescita (IGF1)
e il topo forma il muscolo. IGF1 (gene) migliora il
microambiente.
Con l’età i muscoli riducono o perdono il fattore di crescita.
Nel topolino giovane scorre sangue del topo vecchio, e la
cellula staminale si mette a fare tessuto fibrotico invece
che muscolare:
la cellula staminale giovane nel microambiente vecchio si
mette a fare cose sbagliate!
Conclusione:
Le cellule staminali sono cellule indifferenziate che hanno
grandi potenzialità di adattamento quindi possono
specializzarsi in senso fisiologico o patologico a seconda
degli stimoli del microambiente …
… quando si trapiantano nei topolini, le cellule staminali
embrionali ci dicono come si formano i nostri tessuti e
come si ammalano.
Segue quindi …
Attivita’ laboratoriale
Microscopio confocale a scansione:
Il microscopio ottico confocale a scansione seziona in
n fettine il preparato da osservare e lo riproduce in tre
dimensioni rendendolo più facile da studiare.
Con questo apparecchio abbiamo visionato in 3D una
proteina che provoca malattie degenerative del sistema
nervoso.
Monitor per osservare la proteina
L’ osservazione veniva accompagnata dalla spiegazione del
professore che ci evidenziava gli effetti fenotipici della
proteina codificata nei topolini transgenici.
Ora possiamo finalmente accedere allo STABULARIO.
Prima ci hanno dotati di camice, copri scarpe e mascherine
sterili… nello stabulario l’ambiente è sterile e ventilato con
riciclo di aria.
Verso lo Stabulario
Ecco finalmente i TOPOLINI!
Topolini catalogati in base alla loro età e alle loro
caratteristiche geniche.
Nello stabulario ogni topo vive in una gabbia grande più o
meno come un foglio A4 e questa si trova su uno scaffale
con molte altre gabbie.
Cibo per topi
Locale per lavaggio
Un topolino transgenico e uno sano.
Ci spiegano gli effetti fenotipici…
Ci spiegano perché si usano proprio i topolini…
Dopo queste interessanti spiegazioni e osservazioni
lasciamo lo stabulario con i simpatici topolini ci
congediamo dal professor Musarò e, soddisfatti per tutto
quello che abbiamo appreso, torniamo al nostro liceo.
Ringraziamo la scuola che ci ha permesso questa bella
esperienza!
