Cellule Staminali (2)

8/13/2019 Cellule Staminali (2)

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Stem CellsStemStem CellsCells


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Tutte le cellule di un organismo hanno loTutte le cellule di un organismo hanno lo

stessostesso genomagenoma(originano tutte dallo zigote)(originano tutte dallo zigote)

Le differenze tra i diversi tipi cellulariLe differenze tra i diversi tipi cellularidipendono dalle diverse proteine chedipendono dalle diverse proteine cheli costituisconoli costituiscono

dallespressione selettiva di specifici

setdi geni


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IlIl genomagenoma identico in tutte leidentico in tutte lecellule dellcellule dellorganismo, le quali siorganismo, le quali si

differenziano per ldifferenziano per lespressioneespressioneselettiva di serie diverse di geniselettiva di serie diverse di geni


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Questa espressione genica selettiva controlla i quattro processiQuesta espressione genica selettiva controlla i quattro processi essenzialiessenzialitramite i quali ltramite i quali lembrioneembrione costruito:costruito:

proliferazione cellulareproliferazione cellulare:: produzione di molte cellule a partire da una solaproduzione di molte cellule a partire da una sola

specializzazione cellularespecializzazione cellulare:: creazione di cellule con caratteristiche ecreazione di cellule con caratteristiche e

posizioni differentiposizioni differenti

interazione cellulareinterazione cellulare: coordinamento del comportamento di una cellula: coordinamento del comportamento di una cellulaconcon quelloquello delle cellule circostantidelle cellule circostanti

movimento cellularemovimento cellulare:: riarrangiamentoriarrangiamento delle cellule per formare organi edelle cellule per formare organi etessuti strutturatitessuti strutturati


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CosCos unauna Stem Cell?Stem Cell?

EEuna cellula non specializzata dotatauna cellula non specializzata dotatadella singolare capacitdella singolare capacit di trasformarsi indi trasformarsi in

altri tipi di cellule del corpoaltri tipi di cellule del corpo


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ProprietPropriet delle cellule staminalidelle cellule staminali

Non sonoNon sono terminalmenteterminalmente differenziatedifferenziate

Possono dividersi senza limitiPossono dividersi senza limiti

Alla divisione ogni cellula figlia pu rimanere unaAlla divisione ogni cellula figlia pu rimanere unastaminale o intraprendere la strada delstaminale o intraprendere la strada deldifferenziamentodifferenziamento

Si dividono, in genere, con frequenzaSi dividono, in genere, con frequenzarelativamente bassarelativamente bassa

Sono necessarie ovunque vi sia ricorrente bisognoSono necessarie ovunque vi sia ricorrente bisognodi sostituire cellule differenziate che non sono indi sostituire cellule differenziate che non sono ingrado di dividersigrado di dividersi

Sono di diverso tipoSono di diverso tipo


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Totipotent Stem Cell

This cells have unlimited capability,

and have the ability to form

extraembryonic membranes and

tissues, the embryo itself, and all

postembryonic tissues and organs.

An example is the zygote

Pluripotent Stem Cell

These cells are capable of giving

rise to most, but not all, tissues of

an organism.An example is inner mass cells

Multipotent Stem Cell

These cells are committed

to give rise nice to cells

that have a specificfunction.

An example is blood stem

cells


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Tipi diTipi di StemStem CellsCells

A secondo della fonte da cui vengonoA secondo della fonte da cui vengono

prelevate, si distinguono in:prelevate, si distinguono in:

Embryonic Stem Cells (ESCs)Fetal Stem Cells (FSCs)

Umbilical Cord Stem Cells (UCEs)Amniotic Epithelial Cells (AECs)Adult Stem Cells (ASC)

EmbryonicEmbryonicStemStemCellsCells((ESCsESCs)) FetalFetalStemStemCellsCells((FSCsFSCs))

UmbilicalUmbilicalCordCordStemStemCellsCells((UCEsUCEs)) AmnioticAmnioticEpithelialEpithelialCellsCells((AECsAECs)) AdultAdultStemStemCellsCells(ASC)(ASC)


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EmbrionalEmbrional StemStem CellsCells (ESC)(ESC)

Le ESC sonoLe ESC sonoisolate da unisolate da ungruppo di cellulegruppo di celluledella massadella massainterna (interna (ICMICM))

delldellembrioneembrione


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NellNellembrione, le singole cellule della massa cellulare internaembrione, le singole cellule della massa cellulare interna

(IMC) sono inizialmente(IMC) sono inizialmente pluripotentipluripotenti: possono dare origine a: possono dare origine aqualunque parte del corpo adultoqualunque parte del corpo adulto


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AdultAdult StemStem CellsCells (ASC)(ASC) Sono cellule presenti in tutti gli organiSono cellule presenti in tutti gli organi

degli adultidegli adulti Possono proliferare senza differenziarsiPossono proliferare senza differenziarsi

Possono dare origine a tipi cellulariPossono dare origine a tipi cellularimaturi con forma caratteristica ematuri con forma caratteristica efunzioni specializzatefunzioni specializzate

Sono celluleSono cellule PluripotentiPluripotenticaratterizzate dalla capacitcaratterizzate dalla capacit didiautomantenersiautomantenersi


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Per mantenere il bilancioPer mantenere il bilancio

tra popolazione ditra popolazione di StemStem

cellscells e popolazione die popolazione di

cellule differenziate, lecellule differenziate, leStemStem cellscells hanno ilhanno il

potenziale di dividersipotenziale di dividersi

asimmetricamente,asimmetricamente,producendo due celluleproducendo due cellule

figlie: una di questefiglie: una di queste

cellule rimarrcellule rimarr StemStemcellcellmentre lmentre laltra sialtra si

differenzierdifferenzier


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Il risultato asimmetrico dellaIl risultato asimmetrico delladivisione delladivisione della StemStemcell cellpu esserepu esserespiegato dallspiegato dallorientamento del pianoorientamento del pianodella loro divisione,della loro divisione, cosicchcosicch le duele due

cellule figlie sono collocate incellule figlie sono collocate indifferenti microambienti chedifferenti microambienti che

specificano lspecificano lidentitidentit didi StemStemcell celloone permettono il differenziamentone permettono il differenziamento


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Delle cellule generateDelle cellule generate

durante la divisionedurante la divisioneasimmetrica alcuneasimmetrica alcunesaranno caratterizzatesaranno caratterizzateda un alto indiceda un alto indice

proliferativo altre daproliferativo altre daproprietpropriet migratoriemigratorie

Queste cellule possonoQueste cellule possonodare origine ad altredare origine ad altrecellule progenitricicellule progenitriciintermedie ed infine, aintermedie ed infine, a

molte cellulemolte celluledifferenziate chedifferenziate checostituiscono tessuti ecostituiscono tessuti e

organiorgani


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I tessutiI tessutifonte difonte di StemStem

CellsCells adulteadultesono:sono:

cervellocervello

fegatofegato midollo osseomidollo osseo

m.scheletricom.scheletrico pellepelle


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Il midollo osseo contiene tre tipi di cellule staminali:

Le cellule staminali ematopoietichedanno origine a 3 classi di cellule sanguigne che si

trovano nella circolazione: leucociti(globuli bianchi), eritrociti(globuli rossi) e trombociti(piastrine).Le cellule staminali mesenchimali(contenute nello stroma) si trovano disposte in schiereattorno al seno centrale del midollo osseo. Sono cellule multipotenti che hanno lacapacit di differenziarsi sia in vivo che in vitro in osteoblasti, condrociti, miociti, e moltialtri tipi di cellule.Le cellule staminali endotelialiche diventeranno poi cellule endoteliali


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Formazione delle cellule del sangueFormazione delle cellule del sangue


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Sviluppo di unaSviluppo di una stemstem cellcell

Zigote


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StemStem CellCell NichesNiches

Le nicchie diLe nicchie di StemStem CellsCells sono microambientisono microambienticomposti da cellule di supporto e segnali associaticomposti da cellule di supporto e segnali associati

che controllano il rinnovamento e la proliferazioneche controllano il rinnovamento e la proliferazionedelledelle stemstem cellscells

Le cellule della nicchia creano un ambiente cheLe cellule della nicchia creano un ambiente cheprotegge leprotegge le stemstem cellscells da stimoli dida stimoli didifferenziamento, stimolidifferenziamento, stimoli apoptoticiapoptotici ed altri stimolied altri stimoliche potrebbero alterare la riserva diche potrebbero alterare la riserva di stemstem cellscells

Le nicchie contribuiscono anche ad una nonLe nicchie contribuiscono anche ad una noneccessiva produzione dieccessiva produzione di stemstem cellscells che potrebbeche potrebbecondurre al cancrocondurre al cancro


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LeLe StemStem CellsCells sono un patrimoniosono un patrimonioche garantisce il ricambio dei tessutiche garantisce il ricambio dei tessuti

LeLe StemStem CellsCells sono guidate nelsono guidate nel

differenziamento e/o nel restaredifferenziamento e/o nel restarecome sono da fattori chimici, contattocome sono da fattori chimici, contatto

fisico con le cellule vicinefisico con le cellule vicine


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Nicchia del midollo osseoNicchia del midollo osseo

Kateri A. et al.


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Nicchia del follicolo piliferoNicchia del follicolo pilifero

Kateri A. et al.


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TelomerasiTelomerasi LaLa TelomerasiTelomerasi un complesso costituitoun complesso costituito

dalla trascrittasi inversa, codificata dal genedalla trascrittasi inversa, codificata dal geneTERTTERT ((telomerasetelomerasereversereverse transcriptasetranscriptase), e), eda un RNA stampoda un RNA stampo TERCTERC ((telomerasetelomeraseRNARNA

componentcomponent))

Aggiunge ripetizioniAggiunge ripetizioni telomerichetelomeriche allealle

estremitestremit dei cromosomi prevenendo ladei cromosomi prevenendo laperdita deiperdita dei telomeritelomeri dovuta ai continui ciclidovuta ai continui ciclidi replicazionedi replicazione


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TelomeriTelomeri

II TelomeriTelomeri rappresentano le estremitrappresentano le estremit deideicromosomicromosomi

Consistono di molte ripetizioni in tandem di unaConsistono di molte ripetizioni in tandem di una

breve sequenza (GGGTTG)breve sequenza (GGGTTG)


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TelomerasiTelomerasi(2)(2)


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TelomerasiTelomerasi(3)(3)

In molte cellule somatiche lIn molte cellule somatiche lattivitattivit delladella

telomerasitelomerasi diminuita dopo la nascitadiminuita dopo la nascitacosicchcosicch la lunghezza deila lunghezza dei telomeritelomeri sisiaccorcia ad ogni divisione cellulareaccorcia ad ogni divisione cellulare

NelleNelle EmbrionicEmbrionic stemstem cellscells lala telomerasitelomerasi

attiva, mantiene la lunghezza deiattiva, mantiene la lunghezza dei telomeritelomerie le limmortalitimmortalit cellularecellulare


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Cellule Staminali EmbrionaliCellule Staminali EmbrionaliAutologheAutologhe

Sono cellule che vengono isolate dopo cheSono cellule che vengono isolate dopo che

il nucleo di una cellula somatica adultail nucleo di una cellula somatica adultaviene trasferito in una cellula uovo nonviene trasferito in una cellula uovo nonfecondata ma priva del suo nucleofecondata ma priva del suo nucleo

Questa tecnicaQuesta tecnica nota comenota come ClonazioneClonazioneTerapeuticaTerapeutica

ClonareClonare significa produrre una copiasignifica produrre una copiageneticamente uguale di un individuogeneticamente uguale di un individuo


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Il nucleo di cellule somatiche del tuttoIl nucleo di cellule somatiche del tuttodifferenziate pu esseredifferenziate pu essere

riprogrammato da fattori presentiriprogrammato da fattori presentinellnellovocitaovocita

dando cosdando cos il via allo sviluppoil via allo sviluppo

embrionale e alla nascita di un nuovoembrionale e alla nascita di un nuovoindividuo,individuo, copia genomicacopia genomicadel donatoredel donatore

della cellula somatica impiegata per ildella cellula somatica impiegata per iltrasferimento nuclearetrasferimento nucleare


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ES cellsautologhe

M. A. Surami


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La clonazioneLa clonazione un modoun mododiverso di utilizzare lediverso di utilizzare le stemstem

cellscells per curare determinateper curare determinatemalattiemalattie


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UmbilicalUmbilical CordCord StemStem CellsCells

Sono celluleSono cellule MultipotentiMultipotenti in grado diin grado didare origine a un solo tipo di tessutodare origine a un solo tipo di tessuto(es. cellule del sangue)(es. cellule del sangue)

Sono utilizzate per il trattamento diSono utilizzate per il trattamento di

terapie ematologiche e per la cura diterapie ematologiche e per la cura dileucemie infantilileucemie infantili


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