Università degli Studi di Napoli Federico II

Facoltà di Medicina e ChirurgiaCorso di Laurea in Logopedia

Studentesse :Miele LetiziaPadovano Marianna

Dal Mito di Prometeo alla Cellula Staminale

Corso di Genetica MedicaDocente Prof. Massimo Zollo

Dal mito di Prometeo alla Cellula Staminale

“ … Zeus privò gli uomini del fuoco … ma Prometeo venne in aiuto dell’umanità: rubò il fuoco dalla fucina di Efesto e lo portò sulla terra …”

“ … Zeus allora decise di punire Prometeo … lo incatenò ad una roccia … e tutti i giorni giungeva un’aquila a divorargli il fegato … destinato miracolosamente a rigenerarsi …”

Cos’è unaCellula Staminale

E’ una cellula non specializzata capace di dividersi e di dare origine a cellule dei diversi tessuti adulti. Le distinguiamo in:

• EMBRIONALI, sono totipotenti, possono dare origine a qualsiasi tipo di cellula;

• FETALI, sono pluripotenti, possono dare origine solo ad alcuni tipi di cellule;

• PLACENTARI, sono pluripotenti, prelevate dal sangue del cordone ombelicale o dalla placenta;

• ADULTE, sono pluripotenti ed ematopoietiche.

Utilizzo e problemi relativi alle Staminali Embrionali

• DIFFERENZIAMENTO: deve essere indotto e la cellula deve raggiungere la regione lesionata;

• RIGETTO: le SE possiedono un corredo cromosomico eterologo;

• CANCEROGENICITA’: le cellule del nodo embrionale della blastocisti sono capaci di dividersi infinitamente come quelle cancerose.

Problemi relativi alle Cellule Staminali Adulte o da Cordone

Ombelicale

• Hanno limitata potenzialità a dare diversi tipi cellulari;

• Sono presenti in un numero inferiore;• Quelle da cordone ombelicale sono

più numerose di quelle adulte.

Programmare e Riprogrammare una Cellula Staminale mediante:

• SDIFFERENZIAMENTO: si induce una cellula già parzialmente differenziata a perdere le sue caratteristiche specifiche per ritornare ad essere una cellula meno differenziata;

• TRANSDIFFERENZIAMENTO, in seguito allo sdifferenziamento la cellula è quindi indotta a differenziarsi in un tipo cellulare diverso.

FERTILIZZAZIONE

Lo spermatozoo, penetrando nell’uovo, induce una reazione che ‘impermeabilizza’ l’uovo agli altri

spermatozoi. Successivamente si assiste ad una riorganizzazione delle strutture nel citoplasma

EMBRIOGENESI = Sviluppo dell’Embrione

L'uovo fecondato (zigote) deve dare origine ad un individuo pluricellulare, uguale ai progenitori.

La GASTRULA è formata da uno strato esterno di cellule (ECTODERMA) uno strato interno (ENDODERMA) fra i due foglietti primitivi si forma il MESODERMA

SEGMENTAZIONE

Staminali da Embrioni Clonati

• CLONARE un embrione significa sostituire il nucleo di un ovulo con il nucleo della cellula adulta della persona di cui si vuole produrre una fotocopia genetica

• CLONAZIONE TERAPEUTICA: per ottenere da una blastocisti cellule con lo stesso patrimonio genetico dell’individuo in cui impiantarla

• CLONAZIONE RIPRODUTTIVA: proibita

Lo sviluppo del SN

L’ECTODERMA della regione dorsale dell’embrione acquisisce un destino neurale diventando neuroectoderma

Il Neurone e la GliaSono il 10% delle C.SNFunzioni:• Trasduzione, • Conduzione,• Trasmissione

Sono l’85% delle C.SNCellule capsulari oSatelliti,Oligodendroglia,Cellule di Schwann,Astrociti,Ependima

Cellule Staminali Neuronali

Sono un sottotipo di cellulestaminali che possono rigenerarsi da sole e dar vita a neuroni e glia

• Precursori Multipotenti

• Progenitori COMMITTED: costretti a generare un solo tipo cellulare

Dove si localizzano le cellule staminali embrionali e adulte

del SN

II DIFFERENZIAMENTO

È guidato da:

• FATTORI DI CRESCITA

• FATTORI DI TRASCRIZIONE

Cos’è il COMMITMENT ?

E’ l’espressione di Markers che specificano l’identità regionale della cellula.Esso può avvenire allo stato di :• STEM CELL• PROGENITORE• ALL’USCITA DAL CICLO CELLULARE

Fattori di Crescita Definiscono il PATTERN STRUTTURALE,modificano il POTENZIALE e il FENOTIPO :• NGF (nerve growth factor)• FGF (fattore di crescita dei

fibroblasti)• BMP (proteine della morfogenesi

dell’osso)• EGF (fattore di crescita

dell’epidermide)• EGFR ( recettore del FDC

dell’epidermide)• NOGGIN e WNT• RETINOIDI

Fattori di TRASCRIZIONE

Sono MARKERS regione-specifici e danno sia informazione POSIZIONALE che TEMPORALE.Specificano la produzione di fenotipi differenti in tempi differenti in base a un OROLOGIO cellulare intrinseco.•PROTEINE POU•Fattore di trascr. SOX2•Co-attivatori trascr.P300 e CBP

Dunque … …

La Cellula Staminale Neurale è SPECIFICA da un punto di vista SPAZIALE e TEMPORALE, ma può RISPECIFICARE il suo destino (ante-COMMITMENT) in risposta a fattori esogeni.

Parkinson

La malattia di Parkinson è uno dei disordini neurodegenerativi a carico dei neuroni dopaminergici della substantia nigra del mesencefalo.Triade sintomatica caratteristica:•Rigidità extra piramidale•Tremore•Bradicinesia

Utilizzo Staminali nel Parkinson

Trapianti sperimentali di Cellule Staminali precursori di neuroni dopaminergici nella regione lesa e formazione del NETWORK.Sorgenti di trapianto:•Cellule Fetali•Bulbo Olfattorio•Cellule Ematopoietiche•Cellule Extra-Neurali

Ultimi esperimenti

Sul topo:

• Per via stereotassica, viene prelevato uno dei due bulbi olfattori

• Vengono isolate le Cellule Staminali

• Creazione del modello animale di Parkinson con 6-IDROSSIDOPAMINA

• Reimpianto e valutazione del risultato

Ultime scoperte

• Gene Pink1: responsabile di una forma giovanile di Parkinson (processo neurodegenerativo)

• Gene Soppressor Von Hippel – Lindau :aumenta la quota di neuroni dopaminergici

• Gene Nanog : inibisce la maturazione delle Cellule Staminali Embrionali

• Housekeeping Genes : restano sempre accesi per mantenere la vitalità cellulare.

Referendum 1 – Sì o No?

SE VINCE IL NO O L’ASTENSIONE

(rimane la situazione attuale)

SE VINCE IL SI’

Gli embrioni soprannumerari non possono essere congelati

Gli embrioni soprannumerari potranno essere congelati e resi disponibili per successivi impianti e per la ricerca scientifica

È vietato qualunque tipo di clonazione.

Continuerà ad essere vietata la clonazione riproduttiva, mentre sarà permessa la clonazione terapeutica.

Referendum 2 – Sì o No?SE VINCE IL NO O

L’ASTENSIONE(rimane la situazione attuale)

SE VINCE IL SI’

Le coppie possono sottoporsi alle tecniche di fecondazione assistita solo se i medici abbiano scoperto con certezza qual è la causa della

sterilità

Potranno sottoporsi alle tecniche di fecondazione assistita anche le coppie affette

da infertilità non documentabile, per esempio quella di tipo psicologico

Queste coppie possono sottoporsi alle tecniche di fecondazione assistita solo se dimostrano di avere già percorso tutte le strade possibili

per guarire

Potranno sottoporsi alle tecniche di fecondazione assistita anche le coppie (per esempio quelle intorno ai 40 anni) che non

hanno il tempo di sperimentare altri tipi di cure

Non possono accedere le coppie non sterili portatrici di malattie genetiche

Potranno accedere le coppie che, essendo portatrici di malattie genetiche, è

sconsigliabile che abbiano figli naturalmente

Possono essere fecondati solo 3 ovociti, che devono essere tutti re-impiantati

Potranno essere fecondati più di 3 ovociti, e non dovranno essere impiantati tutti

contemporaneamente. Iin caso di fallimenti la donna non si deve sottoporre a un nuovo ciclo di stimolazione e a un nuovo impianto di

ovociti

Nel caso in cui si formino embrioni portatori di malattie genetiche il medico è obbligato a

impiantarli nella donna. La donna non può tornare sulla sua decisione: ha la possibilità di

accettare il feto malformato oppure di ricorrere, più tardi, all’aborto terapeutico

Nel caso in cui si formino embrioni portatori di malattie genetiche, la donna avrà la facoltà di

rifiutare l’impianto.

Referendum 3 – Sì o No?

SE VINCE IL NO O L’ASTENSIONE

(rimane la situazione attuale)

SE VINCE IL SI’

L’embrione, secondo la Legge 40, gode degli stessi diritti

di una persona.

L’embrione non sarà più parificato a una persona, portatrice di diritti giuridici

Il diritto alla salute della madre deve essere sacrificato al diritto

all’integrità fisica dell’embrione

I diritti della madre prevarranno in caso di

conflitto

Referendum 4 – Sì o No?

SE VINCE IL NO O L’ASTENSIONE

(rimane la situazione attuale)

SE VINCE IL SI’

Nessuna coppia può accedere alla fecondazione eterologa

Potranno accedere alla fecondazione eterologa le coppie di maggiorenni di sesso diverso, coniugate o conviventi, in età potenzialmente fertile, entrambi viventi.

GRAZIE