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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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