Le Cellule Staminali

1. Istituto di Istruzione Superiore Gandhi Narni Le Cellule Staminali Tecnologie della Vita tra Presente e Futuro Classi IIIA IIIC Narni 20 Marzo 2009 - IV Edizione Giornata della Scienza

2. FONTI DI RACCOLTA CHE COSA SONO? TIPOLOGIE UTILIZZI DELLE STAMINALI PUNTI DI VISTA LEGISLAZIONE NUOVE SCOPERTE III A III C

3. CHE COSA SONO?

4. Le staminali sono cellule non specializzate che hanno la singolare capacità di originare diversi tipi di cellule attraverso un processo di “differenziamento” C o s a s o n o ?

5. Queste cellule si formano inizialmente nell’embrione e sono differenti da tutti i tipi di cellule presenti nell’organismo. C o s a s o n o ?

6. Le cellule staminali nell’organismo adulto sono normalmente quiescenti, ovvero non iniziano il ciclo di crescita e, a seconda delle necessità, si riproducono entrando in mitosi. C o s a s o n o ?

7. La riproduzione, che porta ad un incremento cellulare, viene operata per mezzo di cellule dette progenitrici o TAC (Transit Amplifying Cells), derivate direttamente dalle cellule staminali. C o s a s o n o ?

8. Le staminali infatti si dividono dando vita a due figlie delle quali una rimane di tipo staminale e l'altra (TAC) dà origine ad una progenie da cui derivano le cellule mature. C o s a s o n o ?

9. Progenie delle cellule staminali ematopoietiche C o s a s o n o ?

10. Si ritiene che le staminali per le loro capacità di generare cellule specializzate possano • rivoluzionare l’approccio alla medicina, consentendo di riparare tessuti e organi • rappresentare una soluzione nella terapia genica. C o s a s o n o ?

11. TIPOLOGIE

12. TOTIPOTENTI originano originano PLURIPOTENTI originano MULTIPOTENTI originano UNIPOTENTI Come si classificano? Ogni cellula dell'organismo e dei tessuti extra-embrionali Molti tipi diversi di cellule mature e di tessuti, ma non tutti. T i p o l o g i e Un ridotto numero di tipi di cellule Un solo tipo di cellule

13. Cellule Totipotenti Sono le cellule che compongono l’embrione umano fino al quattordicesimo giorno di vita, ovvero fino alla fase della blastocisti, dopo la quale si specializzano in cellule Pluripotenti. T i p o l o g i e

14. Cellule Pluripotenti T i p o l o g i e Creano cellule staminali adulte, ovvero Multipotenti e Unipotenti. Derivano dalla specializzazione delle cellule Totipotenti e per questo non sono in grado di creare ogni tipo di tessuto.

15. Cellule Multipotenti T i p o l o g i e Staminali adulte Cordone ombelicale Staminali fetali

16. Cellule Unipotenti T i p o l o g i e Si trovano ad esempio nel Limbus, una parte della cornea. Queste cellule sono in grado di creare un unico tipo di tessuto

17. FONTI DI RACCOLTA DELLE CELLULE STAMINALI

18. ...le principali... • Cellule staminali embrionali • Cellule staminali fetali F o n t i d i r a c c o l t a • Cellule staminali del cordone ombelicale • Cellule staminali del midollo osseo • Cellule staminali della polpa dentale • Cellule staminali del latte materno • Luoghi di conservazione

19. Cellule staminali embrionali L’embrione è il bacino delle staminali per eccellenza, ma per problemi etici lo studio e l’utilizzo delle staminali embrionali è molto limitato. F o n t i d i r a c c o l t a

20. Provenienza degli embrioni umani utilizzati come fonti di staminali • Embrioni creati durante la fase di routine delle cure contro la sterilità (FIVET). F o n t i d i r a c c o l t a • Embrioni creati in vitro ai fini di ricerca.

21. Cellule staminali fetali Esistono staminali anche nei tessuti fetali (a partire dall’ottava settimana dopo la fecondazione) Sono prevalentemente cellule multipotenti ed è possibile isolarle da feti abortiti per motivi medici o naturalmente. F o n t i d i r a c c o l t a

22. Cellule staminali del cordone ombelicale Le cellule staminali sono presenti anche nel sangue del cordone ombelicale che ne è particolarmente ricco. Queste cellule possono essere prelevate al momento della nascita durante il parto senza alcun rischio per la mamma ed il bambino. F o n t i d i r a c c o l t a

23. Cellule staminali del cordone ombelicale La donna durante la gravidanza dovrà sottoporsi ad un normale prelievo di sangue per l’analisi dell’HIV ed epatite B e C. La donazione avviene poco dopo la nascita quando il cordone è stato già tagliato. L’unità di sangue raccolta viene inviata alla Banca del Sangue del Cordone dove viene analizzato nelle 24 ore successive. F o n t i d i r a c c o l t a

24. Cellule staminali adulte del midollo osseo Il midollo osseo è un tessuto molle che si trova nell'interno cavo delle ossa. È la sede principale dell'emopoiesi, le staminali del midollo producono infatti le cellule del sangue. La procedura tradizionale per raccogliere le cellule staminali dal midollo osseo viene normalmente eseguita tramite l’utilizzo di un grosso ago, è molto invasiva e per questo vi si ricorre solo in caso di estrema necessità. F o n t i d i r a c c o l t a

25. Cellule staminali adulte del midollo osseo Il trapianto allogenico di staminali del midollo è l’infusione endovenosa di cellule staminali ematopoietiche di un donatore in un paziente precedentemente sottoposto a ciclo di radio/chemioterapia a scopo immuno-depressivo. F o n t i d i r a c c o l t a

26. Cellule staminali della polpa dentaria Recenti studi hanno rilevato la presenza di cellule staminali nei denti da latte. Il prelievo della sola polpa dentaria, lasciando intatto il resto del dente, è sufficiente per isolare un numero notevole di cellule staminali F o n t i d i r a c c o l t a La polpa dentaria, grazie al semplice reperimento, è un locus eccellente da cui prelevare cellule staminali.

27. Cellule staminali nel latte materno Il latte materno potrebbe rappresentare una grande fonte di cellule staminali Il ruolo delle staminali nel latte materno non e’ ancora ben chiaro e si possono solamente fare ipotesi. Il latte materno probabilmente partecipa ai processi rigenerativi del bambino, consentendo il mantenimento del suo buono stato di salute. F o n t i d i r a c c o l t a

28. Luoghi di conservazione Una volta raccolte, le staminali sono conservate in particolari “banche”, laboratori dove le cellule vengono stoccate in recipienti contenenti azoto liquido a -170/-190 gradi e vengono conservate per un massimo di 30 anni in attesa di essere utilizzate. F o n t i d i r a c c o l t a

29. NELLA RICERCA UTILIZZI DELLE STAMINALI IN CAMPO MEDICO

30. Gli studi su questo tipo di cellule offrono la possibilità di delucidare i complessi meccanismi alla base dello sviluppo e della genesi di tessuti ed organi nell'uomo. U t i l i z z i n e l l a r i c e r c a

31. In secondo luogo, la possibilità di ottenere cellule umane differenziate da cellule staminali in coltura offre l'opportunità di sviluppare con maggiore rapidità nuovi farmaci e di valutare la loro tossicità. U t i l i z z i n e l l a r i c e r c a

32. Inoltre le cellule staminali umane potrebbero essere utilizzate per le cosiddette "terapie cellulari geniche" e rappresentare una importante alternativa ai trapianti d'organo U t i l i z z i n e l l a r i c e r c a

33. U t i l i z z i n e l l a r i c e r c a

34. Tendini e Legamenti Scoliosi Cecità Bambini Midollo spinale Prospettive terapeutiche

35. I bambini prematuri salvati dalle cellule staminali La nascita prematura di un bambino, può procurare danni al cervello e problemi neurologici. Oggi, questi bambini potrebbero essere salvati dalle cellule staminali, grazie ad un sistema che permette di prelevare dall’utero materno sangue e midollo osseo quando il feto vi si trova ancora all’interno. U t i l i z z i i n c a m p o m e d i c o È possibile trattare queste cellule, farle crescere e trapiantarle al posto di quelle che sono state danneggiate. Si possono prelevare queste cellule già a due mesi dall’inizio della gravidanza e correggerle in laboratorio.

36. Cellule staminali per rimediare alla rottura di tendini e legamenti Una speranza per tutti gli sportivi viene dall’esito che ha sperimentato con successo sui topi la ricostruzione dei legamenti crociati del ginocchio e dell’articolazione della spalla tramite cellule staminali adulte prelevate da cordone ombelicale U t i l i z z i i n c a m p o m e d i c o Ricercatori in California (Usa) hanno individuato delle cellule presenti nei tendini che presentano le stesse caratteristiche delle staminali, e sembrerebbero in grado quindi di rigenerare il tessuto danneggiato

37. Cellule staminali per curare la cecità Ricercatori dell'Università di Sheffield hanno condotto degli esperimenti sul trapianto di cellule staminali per la cura della cecità causata della degenerazione maculare, una malattia della retina. U t i l i z z i i n c a m p o m e d i c o

38. La cornea Il limbus è la regione dell'occhio in cui sono localizzate le cellule staminali dell'epitelio corneale che permettono a questo di rinnovarsi. Le cellule staminali del limbus possono ridursi di numero o scomparire come conseguenza di patologie della superficie oculare. L'unica soluzione possibile è rappresentata dal trapianto del limbus e delle cellule staminali in esso contenute.  U t i l i z z i i n c a m p o m e d i c o

39. Scoliosi La scoliosi consiste in una curvatura anormale della spina dorsale. I ricercatori della University of Twente hanno scoperto che le cellule staminali adulte possono agire nella correzione di tale malformazione. Le staminali sono infatti in grado di rinforzare la nuova postura grazie alla creazione di un ulteriore tessuto osseo “in vivo”. U t i l i z z i i n c a m p o m e d i c o

40. Midollo spinale • Possono essere utilizzate per rimpiazzare le cellule nervose morte in seguito al trauma; U t i l i z z i i n c a m p o m e d i c o Possono essere utilizzate per generare nuove cellule di supporto per rimielinizzare il nervo e stimolarne quindi la rigenerazione; Quando introdotto nel midollo spinale subito dopo il trauma, queste cellule, attraverso il rilascio di molecole benefiche, sono in grado di proteggere le cellule sopravvissute da ulteriori danni.

41. Nuove prospettive terapeutiche • Diabete • Epatite Fulminante • AIDS • Tetraplegia, Paralisi • Sclerosi Multipla, Sclerosi Laterale Amiotrofica • Degenerazione irreversibile dei tessuti Parkinson, Alzheimer, alcuni tipi di cardiopatie U t i l i z z i i n c a m p o m e d i c o

42. LEGISLAZIONE

43. LE STAMINALI EMBRIONALI Il punto su cui si registra il maggior disaccordo è quello della legittimità del prelievo di cellule da embrioni umani. L’embrione umano è persona fin dal momento della formazione dello zigote, ogni intervento che abbia come risultato la distruzione dell’embrione è da considerarsi un omicidio. Per i fautoridellasacralità della vita L e g i s l a z i o n e L’embrione acquisisce lo status di persona in un momento successivo variamente individuato (5°-6° giorno, 14° giorno). La ricerca sugli embrioni è consentita con adeguati limiti. Per i fautoridellaqualità della vita

44. IL PROBLEMA DEGLI EMBRIONI IN ECCESSO Ci sono molti embrioni congelati, conservati nell’azoto liquido, che sono stati creati per la fecondazione assistita, e sono in attesa di essere impiantati in utero. È impossibile che trovino tutti una madre disposta ad “adottarli”. L e g i s l a z i o n e Molti ricercatori chiedono di avere accesso agli embrioni crioconservati, altrimenti destinati a deperire e ad essere eliminati, per sostenere la ricerca e creare tessuti umani compatibili

45. LE STAMINALI FETALI Un altro campo di ricerca discusso è quello sulle staminali provenienti da feti abortiti Se i feti sono abortiti spontaneamente, non ci sono problemi etici, in quanto si lavora su cadaveri morti per cause naturali. Il dibattito è circa la legittimità dello studio su feti provenienti da aborto procurato. Questo problema è quindi legato alla legittimità dell’aborto, che in molti Paesi è legalizzato. L e g i s l a z i o n e

46. Legislazioni in Europa Legislazione in Italia L e g i s l a z i o n e

47. Spagna Nel 2003 viene riformata la Legge di riproduzione assistita del 1988, per risolvere il problema degli embrioni soprannumerari aprendo la strada alla ricerca con le staminali di origine embrionale. Dal 2004 la Legge consente ai genitori di donare gli embrioni creati alla scienza e prevede che gli scienziati possano chiederli per i loro progetti di ricerca. L e g i s l a z i o n e

48. Gran Bretagna Nel 2000 il Parlamento ha dato via libera alla clonazione di embrioni umani a scopi scientifici. La prima autorizzazione a condurre esperimenti con le staminali embrionali è del 2004. L e g i s l a z i o n e

49. Svezia La legge prevede una specifica autorizzazione per la ricerca sui feti. La ricerca sugli embrioni è regolamentata da una norma generale che contempla il divieto di lavorare con embrioni che hanno superato 14 giorni d’età. È consentita la clonazione di embrioni umani solo a fini terapeutici ed è vietata per quelli non terapeutici. L e g i s l a z i o n e

50. Francia Dal 2004 ha autorizzato per un periodo di 5 anni la ricerca sulle cellule staminali dell'embrione umano. Gli embrioni cui ci si riferisce sono sempre quelli sovrannumerari, eccedenti dalle tecniche di fecondazione assistita. La clonazione riproduttiva e quella terapeutica sono considerate un "crimine” contro la specie umana. L e g i s l a z i o n e