Progetto scuola-lavoro Consiglio Nazionale delle Ricerche
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Chiara Cuccodoro L.s.s. Francesco d’Assisi
Classe VE A.s. 2014/2015
Vaccini a Dna
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Sono costituiti da un plasmide, cioè un anello di dna, di origine
batterica che contiene una parte eucariotica con le informazioni per
indurre una risposta immunitaria.
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La particolarità della vaccinazione a DNA rispetto ai sistemi classici
è data dal fatto che non viene iniettato direttamente l’antigene, ma
la sequenza di DNA che lo codifica. In questo modo sono le cellule
stesse dell’organismo a produrre l’antigene.
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BioInformatica
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La bioinformatica è una disciplina scientifica che nasce dalla
necessità di archiviare numerosi dati delle ricerche e di risolvere
problemi biologici a livello molecolare con metodi informatici.
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Abbraccia vari campi della biologia e della medicina. Per esempio in applicazione con la genomica gestisce e confronta
dati su larga scala.
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Cellule Staminali
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Il termine staminale deriva:
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dal latino “Stamen” che significa stame del fiore;
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dal greco “Stamines” che indica i travicelli che sono alla base di una murata;
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dall’inglese “Stem” che significa radice o germoglio.
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Le cellule staminali sono i precursori di tutte le cellule che compongono gli
organi di un individuo. Sono importanti principalmente in due occasioni:
- sia durante l’accrescimento per produrre le cellule dell’individuo adulto;
- sia per produrre delle cellule di sostituzione per quelle danneggiate o
usurate.
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Una cellula staminale ha due capacità principali:
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- l’autorinnovamento: cioè la capacità di
autoreplicarsi;
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- la pluripotenza: cioè la capacità di
differenziarsi.
PUO’ AVVENIRE:
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la replicazione
simmetrica
Stem Cell
Stem Cell
Stem Cell
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la replicazione
asimmetrica
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il differenziamento
Stem Cell
Stem Cell
Stem Cell
Cell
Cell
Cell
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CLASSIFICAZIONE in base alle loro caratteristiche:
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TOTIPOTENTI o morula:
caratterizzano le prime fasi dopo la fecondazione.
Esse danno origine a tutte le cellule dell’organismo compresi gli annessi extraembrionali come la placenta e il cordone ombelicale.
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PLURIPOTENTI o cellule staminali embrionali:
danno origine a molte cellule del nostro organismo.
Possono essere prelevate dalle blastocisti e dopo aver tolto il trofoderma possono essere coltivate con elementi biologici che le spingono a differenziarsi.
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MULTIPOTENTI o cellule staminali adulte:
danno origine ad alcuni tipi di cellule e si trovano in quasi
tutti gli organi. Per esempio la cellula ematopoietica
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UNIPOTENTI:
danno origine a un solo tipo di cellula.
CELLULE MESENCHIMALI
Sono un esempio di cellule staminali adulte o multipotenti.
Infatti sono in grado di produrre vari tipi di cellule.
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Esistono vari fonti:
- il midollo osseo;
- sangue del cordone ombelicale;
- membrana esterna della placenta;
- tessuto adiposo;
- sangue periferico.
Induced Pluripotent Stem Cell
Nel 2006 Shinya Yamanaka, un medico giapponese,
fece una sensazionale scoperta per la quale ha
ricevuto il premio Nobel in fisiologia e medicina.
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IPS è una cellula staminale pluripotente indotta.
Questi tipi di cellule si ottengono artificialmente inserendo quattro geni specifici (Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc) a
cellule già differenziate dell’organismo. In questo modo inizia un processo detto riprogrammazione attraverso il
quale le cellule adulte vengono convertite in cellule staminali pluripotenti indotte sostanzialmente simili alle
cellule staminali embrionali. Queste quindi possono essere messe in coltura per differenziarsi nelle varie cellule
che compongono il nostro organismo.
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Vantaggi: - non vengono utilizzate cellule embrionali ma cellule create artificialmente;
- trapianto autologo, cioè non inducono una reazione di rigetto se vengono trapiantate nello stesso paziente dal
quale sono state ottenute, mentre le embrionali sono eterologhe;
- si può studiare il processo che porta ad una patologia o testare nuovi farmaci per bloccarlo trasformando in IPS
una cellula di un paziente affetto da una malattia genetica.
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Svantaggi:
- il genoma di queste cellule presenta i vettori virali utilizzati per inserire i quattro geni;
- c’è il rischio che le cellule possano impazzire in quanto le cellule pluripotenti possono dare origine a tutto.
Esperienza in laboratorio
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Strumenti utilizzati:
OSSERVAZIONE AL MICROSCOPIO
Abbiamo osservato le cellule mesenchimali da placenta al microscopio
e abbiamo contato quelle vitali.
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- Pulire le cellule in coltura e riportarle a volume attraverso il PBS. - Staccarle completamente dalla piastra con la Tripsina.
- Aggiungere il Trypan Blue, un colorante che permette di contare
soltanto le cellule vitali. Il conteggio avviene attraverso una particolare griglia sulla camera di Burker.
CITOFLUORIMETRO
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Questo strumento permette di
analizzare e distinguere le diverse
popolazioni di cellule inserite
nella provetta.
Le cellule vengono aspirate e attraversano un raggio laser che le
analizza singolarmente in base:
- la dimensione;
- la complessità;
- i marcatori di superficie;
- le fasi del ciclo cellulare.
Laser
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ANALISI delle fasi del ciclo cellulare
Le cellule hanno un diverso contenuto di dna nelle varie fasi del ciclo cellulare.
E’ possibile separare le cellule che si trovano in diverse fasi in base alla quantità
di fluorescenza che emette grazie all’aggiunta di propidio.
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G1 o GAP 1
Fase in cui la cellula si repara alla sintesi del dna. Quantità di dna minima (2n)
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S o SINTESI
Avviene la sintesi del dna che si raddoppia.
Quantità intermedia (2/4 n )
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G2 o GAP 2
Fase di preparazione alla mitosi. Quantità di dna doppia rispetto a G1 (4n)
