Dal Mito di Prometeo alla Cellula Staminale Università degli Studi di Napoli Federico II Facoltà di Medicina e Chirurgia Corso di Laurea in Logopedia Dal Mito di Prometeo alla Cellula Staminale Studentesse : Miele Letizia Padovano Marianna Corso di Genetica Medica Docente 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 una Cellula 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. SEGMENTAZIONE La GASTRULA è formata da uno strato esterno di cellule (ECTODERMA) uno strato interno (ENDODERMA) fra i due foglietti primitivi si forma il MESODERMA

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 Glia Sono il 10% delle C.SN Funzioni: Trasduzione, Conduzione, Trasmissione Sono l’85% delle C.SN Cellule capsulari o Satelliti, Oligodendroglia, Cellule di Schwann, Astrociti, Ependima

Cellule Staminali Neuronali Sono un sottotipo di cellule staminali 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.

SE VINCE IL NO O L’ASTENSIONE (rimane la situazione attuale) 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.

SE VINCE IL NO O L’ASTENSIONE (rimane la situazione attuale) 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.

SE VINCE IL NO O L’ASTENSIONE (rimane la situazione attuale) 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

SE VINCE IL NO O L’ASTENSIONE (rimane la situazione attuale) 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