Le cellule staminali MATERIA Biologia CLASSE IV Liceo Scientifico Therese Luisi

MOMENTO DEL PERCORSO FORMATIVO Ultimo argomento dell’anno PREREQUISITI Cellula (tessuti) Sviluppo embrionale (zigote, morula, blastula, gastrula)

OBIETTIVI DIDATTICI OBIETTIVI FORMATIVI sapere cosa sono le cellule staminali tipi di cellule staminali differenze capire importanza delle stem cell per le terapie OBIETTIVI FORMATIVI avere una coscienza etica acquisire capacità di ragionare autonomamente e saper esporre il proprio pensiero importanza della ricerca

METODOLOGIE e STRUMENTI DIDATTICI domande dirette per verificare i prerequisiti lezioni frontali visione di filmati utilizzo di programmi discussione Libro di testo Lavagna Computer SCANSIONE TEMPORALE

LABORATORIO MULTIMEDIALE I Filmati STAMINALI LE CELLULE DELLA SPERANZA http://www.rcs.mi.cnr.it/dettaglio.php?filmato=278 http://www.eurostemcell.org/Outreach/outreach_film.htm http://www.news.wisc.edu/packages/stemcells/es_gpt.html Scheda S Siti da visitare: http://edition.cnn.com/2004/HEALTH/03/01/harvard.stemcell.ap/ http://www.bionetonline.org/Italiano/Content/sc_tool.htm# http://www.axordia.com/background/index.php

Le cellule staminali INDIFFERENZIATE SI DIVIDONO INFINITE VOLTE DANNO ORIGINE A QUALUNQUE TIPO CELLULARE per differenziazione Stem cell division and differentiation. A - stem cell; B - progenitor cell; C - differentiated cell; 1 - symmetric stem cell division; 2 - asymmetric stem cell division; 3 - progenitor division; 4 - terminal differentiation

TOTIPOTENTI PLURIPOTENTI STAMINALI EMBRIONALI MULTIPOTENTI STAMINALI ADULTE sono pluripotenti e unipotenti :provvedono alla riparazione e al mantenimento dei tessuti.

Cellule staminali embrionali

Cellule staminali embrionali cellule embrionali cellule germinali cellule carcinoma

Cellule staminali adulte Sono cellule non differenziate che si trovano in tessuti ed organi assieme a cellule differenziate. sangue del cordone ombelicale tessuti del feto midollo osseo sistema nervoso muscolo Hematopoietic stem cells into: types of brain cells (neurons, oligodendrocytes, and astrocytes); skeletal muscle cells; cardiac muscle cells; and liver cells. Bone marrow stromal cells may differentiate into: cardiac muscle cells and skeletal muscle cells. Brain stem cells may differentiate into: blood cells and skeletal muscle cells. PLASTICITA’

Come si ottengono le stem cell Le cellule staminali embronali Fecondazione in vitro: le cellule embrionali staminali possono essere ottenute da embrioni in sovrannumero (1998). • Clonazione terapeutica: da una cellula di un organismo si preleva il patrimonio genetico e lo si trasferisce in un ovulo, cui in precedenza è stato tolto il nucleo. In termini specialistici, si parla di trasferimento del nucleo cellulare. Si evitano reazioni di rigetto. La clonazione terapeutica è consentita in Gran Bretagna, USA e Israele. • Clonazione riproduttiva: in teoria, se si impiantasse nell’utero l’embrione prodotto artificialmente, si otterrebbe un organismo geneticamente identico al donatore. I cloni presentano malformazioni e malattie croniche (Dolly, etc…). • Cellule germinali embrionali: queste cellule staminali vengono prelevate da feti di cinque-dieci settimane che provengono da aborti spontanei o volontari. Le cellule staminali adulte sono molto difficili da identificare e isolare. Il campo in cui si ha più esperienza è quello del prelievo di cellule staminali ematiche che possono essere ricavate dal midollo osseo, dal sangue e dal sangue del cordone ombelicale. Embrioni (il prelievo distrugge l’embrione) Tessuti di organismi già nati (il prelievo non mette in pericolo di vita il donatore)

COMPITO 1 Differenze 1 Cellule staminali embrionali Facilmente isolabili dagli embrioni; facili da coltivare Potenzialmente ottenibili senza limiti di quantità Potenzialmente si differenziano in tutti i tipi di cellule Cellule staminali adulte Poche, difficili da isolare, difficili da coltivare Potrebbe essere difficoltoso e problematico produrne in notevoli quantità Hanno potenzialità limitate?

Differenze 2 Cellule staminali embrionali Cellule staminali adulte È necessario impiantare le cellule nel tessuto da ricostruire o curare Rischi di immunorigetto Le cellule animali di supporto su cui vengono coltivate possono essere infette Cellule staminali adulte Le cellule già risiedono nel tessuto da ricostruire o curare Essendo autogeniche non vi è il rischi di immunorigetto Non ci sono rischi di infezioni da virus o batteri animali

COMPITO 2 Utilizzo terapeutico Ricerca rigenerazione organi e tessuti tessuto osseo, muscolare, cartilagineo, epidermico terapia cellulare per ricostruzione midollo spinale malattie degenerative sistema nervoso malattie muscolo-schetriche malattie degenerative retina-cornea- apparati uditivi ricostituzione tessuto cardiaco riparazione vasi sanguigni malattie metaboliche - terapia genica attraverso l’ingegneria genetica trapianti di cell. staminali emopoietiche (midollo osseo) trapianti di cell. staminali cutanee (epidermide) lesioni estese, grandi ustioni

LABORATORIO MULTIMEDIALE II Filmato STAMINALI IL DIBATTITO BIOETICO http://www.rcs.mi.cnr.it/dettaglio.php?filmato=277 L Dibattito guidato D G