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Le cellule staminali

Tiziano Terrani

Liceo cantonale di Lugano2

CH-6942 SAVOSA

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Cellule staminali

Le cellule staminali sono cellule il cui destino non è ancora "deciso". Possono originare vari tipi di cellule

diverse, attraverso un processo denominato "differenziamento".

Esistono due categorie di cellule staminali

• embrionali

• adulte

che possiedono caratteristiche molto diverse.

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Cellule staminali adulte

Le cellule staminali adulte sono presenti nel corpo durante tutta la vita e hanno la funzione di assicurare la sostituzione di vari tipi di cellule.

Sono state scoperte in una ventina di organi.

È molto difficile individuarle e ancora di più isolarle.

Le cellule staminali adulte in coltura invecchiano in fretta e si moltiplicano solo per breve tempo.

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Cellule staminali ematicheFanno eccezione le cellule staminali generatrici del sangue (ematopoietiche) che si trovano nel midollo osseo. Da una trentina di anni sono utilizzate con il trapianto del midollo osseo per curare alcune malattie. Esse si riproducono in coltura e sembrano avere la capacità di differenziarsi anche in altri tipi di cellule.

schema produzione cellule sanguigna

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Cellule staminali embrionali

Esse si moltiplicano attivamente e nel corso dello sviluppo embrionale formano tutti i tipi di cellule (più di 200) del corpo umano.

Questo enorme potenziale si mantiene anche in coltura, ciò che permette di sperare che un giorno sarà possibile fabbricare delle cellule e dei tessuti per fini terapeutici, come cellule produttrici di insulina per i diabetici o cellule nervose formanti dopamina per i pazienti che soffrono di Parkinson.

Le cellule staminali embrionali, invece, si trovano solo nell’embrione nelle primissime fasi del suo sviluppo.

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Caratteristiche delle cellule staminali

1. Una cellula staminale non è differenziata in modo terminale (cioè non si trova alla fine di un percorso di differenziamento)

2. Una cellula staminale si può dividere senza limite (o almeno per tutta la vita dell’animale)

3. Quando si divide, ciascuna cellula figlia può « scegliere » tra il rimanere cellula staminale o il seguire un processo che la porta irreversibilmente verso il differenziamento cellulare

cellula differenziata terminalmente

cellula differenziata terminalmente

cellula staminale

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I primi stadi dello sviluppo embrionale

blastocisti (5 giorni)

ca. 200 cellule

zigote, la prima cellula del futuro organismo, che si forma dopo la

fecondazione

queste cellule, pluripotenti, daranno origine a tutti gli organi

del corpo

queste cellule, fino allo stadio di 8 cellule al

massimo, sono totipotenti

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Embrione

Il termine "embrione" è molto generico, e indica il prodotto del concepimento dal momento della fecondazione fino alla dodicesima settimana di gravidanza (dopodiché viene chiamato feto).

embrionefeto

dal terzo mese

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Differenziamento cellulare …

cellule totipotenti

cellule pluripotenti

cellule multipotenti

cellule differenziate

(irreversibilmente)

… è la specializzazione conclamata di una cellula

cellule che possono dare origine ad un organismo completo. Lo sono le cellule dell’embrione fino allo stadio di 8 cellule.

durante lo sviluppo embrionale le cellule si specializzano sempre di più e di pari passo diminuisce la loro capacità di differenziarsi. Al più tardi dopo lo stadio di 8 cellule, le singole cellule non sono più « capaci di tutto », ma sono ancora « capaci di fare più cose ». Le singole cellule della blastocisti sono capaci di formare ognuno dei ca. 200 tipi cellulari che formano il corpo umano.

alcuni autori distinguono ulteriori gradi di potenzialità di differenziamento

corrispondono alle cellule staminali adulte; si tratta di cellule che sono capaci di produrre solo cellule nell’ambito del proprio tessuto-organo

per esempio cellule muscolari cardiache, cellule nervose, cellule della pelle, cellule dell’epitelio intestinale, globuli rossi, …

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cellula totipotente

può dare origine ad un organismo completo

cellula pluripotente

non può generare un organismo completo, ma può formare uno qualsiasi degli oltre 200 tessuti (tipi cellulari) dell’organismo.

Può differenziarsi in cellule nervose, in cellule muscolari, in cellule intestinali, in cellule ossee …

cellula multipotente

è programmata per formare uno solo degli oltre 200 tessuti (tipi cellulari) dell’organismo.

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Fecondazione artificiale (o fertilizzazione in vitro) nell’ambito della riproduzione assistita

la donna si sottopone ad un trattamento ormonale che stimola la produzione di più

cellule uovo

cellule uovo

ovari (ovaie)

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Da dove provengono le cellule staminali embrionali utilizzate nella ricerca?

fertilizzazione in vitro (fecondazione artificiale) nell’ambito della riproduzione assistita

blastocisti ovulo impregnato

i pronuclei non sono

ancora fusi

se non utilizzati

embrioni sovrannumerari!

riserva

impianto entro il 7° giorno

di regola!