Cellule staminali

1. Cellule staminali Sono cellule ancora indifferenziate la cui caratteristica è di essere altamente capaci di produrre tutti i derivati cellulari specializzati dei tre foglietti germinativi e quindi tutte le tipologie di cellule funzionalmente mature (circa 220) Multipotenti Totipotenti Pluripotenti

5. Cellule staminali Totipotenti (zigote) E’ la capacità di una singola cellula di dividersi e di produrre tutte le cellule differenziate di un organismo. Sono le primissime 6-8 (15-20) cellule derivate dalla cellula-uovo fecondata e chiamate blastomeri. Pluripotenti (blastociste) • E’ la capacità di una singola cellula di dividersi e di differenziarsi in uno dei tre strati germinali: • - Endoderma (rivestimento interno dello stomaco, del tratto gastro-intestinale, i polmoni); • - Mesoderma (muscoli, ossa, sangue, urogenitale); • Ectoderma (tessuti epidermici e del sistema nervoso); • Hanno perso parte della propria potenzialità.

6. Multipotenti Hanno il potenziale di differenziarsi in un numero limitato di linee cellulari. Cellule staminali somatiche (non embrionali) già specializzate e quindi con potenzialità minore (sangue, midollo osseo, derma, strati proliferativi delle mucose, parte più interna del cervello) . Un esempio è la cellula emapoietica (cellula staminale del sangue), la quale può svilupparsi in diversi tipi di cellule del sangue ma non può svilupparsi in altri tipi di cellule.

7. Utilizzazione: Biologia applicata • le cellule staminali possano essere isolate, caratterizzate e utilizzate comprendendone i meccanismi di proliferazione e differenziazione, per essere coltivate con successo in laboratorio; • le cellule staminali cresciute in laboratorio potranno essere condizionate per trasformarsi in uno specifico tipo cellulare; • le cellule staminali che hanno formato particolari tipi cellulari potranno essere usate nella cura di pazienti i cui tessuti sono malati o danneggiati; • i tessuti e gli organi ottenuti in questo modo possono svilupparsi normalmente senza che ci possano essere rischi per i pazienti

8. Possono essere prelevate dall’organismo adulto o neonatale, o dall’embrione ma a prezzo della distruzione dell’embrione stesso. La ricerca in questo campo si ritiene fondamentale per la risoluzione della maggior parte delle patologie che richiedono la sostituzione di cellule malate con cellule pienamente funzionanti.

9. Rischi cellule staminali embrionali Le modalità di prelievo e utilizzo delle cellule staminali embrionali e la difficoltà nel dominare i processi proliferativi e differenziativi sono legati al rischio di tumorigenesi.

10. Limiti cellule staminali adulte • Non è facile individuarle (l’unica sistema è studiarne il funzionamento) • Sono rarissime (nel midollo osseo del topo le staminali sono 1 su 10.000) • Crescono molto lentamente e necessitano di particolari cure in coltura.

11. Impieghi terapeutici • Leucemia: trapianto di midollo osseo • Ricostruzione dell’epidermide Ipotesi terapeutiche • Cura del diabete • Trattamento dell’infarto e di alcuni tumori • Malattie neurovegetative (in particolare Alzheimer e Parkinson)

12. Come ottenerle? • dagli embrioni nei primi stadi di sviluppo (blastocisti) creati attraverso fecondazione in vitro (quelli che non sono più necessari per il trattamento dell’infertilità qualche volta detti (embrioni di scorta) o creati specificatamente per la ricerca; • dagli embrioni nei primi stadi di sviluppo, creati inserendo il nucleo di una cellula adulta in una cellula uovo a cui era stato rimosso il nucleo (sostituzione del nucleo cellulare più comunemente detta clonazione terapeutica);

13. La clonazione terapeutica è proibita dall’articolo 18 della convenzione di Oviedo, la quale stabilisce il divieto di produrre embrioni a scopo di ricerca (tale proibizione vale solo per i paesi che hanno ratificato la convenzione).

14. Come ottenere cellule staminali pluripotenti? • dalle cellule del sangue del cordone ombelicale al momento della nascita; • da alcuni tessuti negli organismi adulti (derma, strati proliferativi delle mucose, parte più interna del cervello …) • dalle cellule germinali o dagli organi di un feto abortito (no problemi etici);

15. Da embrioni non impiantabili in utero (embrioni soprannumerari): problemi etici, sociali e giuridici = visione strumentale dell’embrione umano (in alcuni paesi è legale utilizzare a scopo di ricerca embrioni soprannumerari, tale possibilità non è esclusa neanche dall’articolo 18 della convenzione di Oviedo); IPS: dalla riprogrammazione di cellule dei tessuti adulti maturi in modo che si comportino come cellule staminali;

16. IPS:cellule staminali pluripotenti indotte Due studiosi giapponesi Yamanaka e Takahashi hanno fatto regredire fibroblasti (tessuto connettivo) di topo adulto alla stadio di staminali embrionali. Hanno preso alcune cellule di topo relativamente differenziate e vi hanno inserito 4 geni scelti in base alla loro funzione biologica nel mantenimento dello stadio di staminalità dell’embrione.

17. Dilemma morale • Qualora fossimo in grado di produrre effettivamente IPS pluripotenti che differenza ci sarebbe tra queste cellule e le cellule embrionali? Non dovremmo considerarle allo stesso modo di quelle embrionali dal momento che, in astratto, possono essere usate per generare embrioni umani?

18. Storia • La prima linea cellulare è stata isolata isolata nel topo (dai ricercatori inglesi Evans e Kaufman) nel 1981 e nei macachi (primati di dimensioni medie) nel 1995. • Le linee cellulari di ES umane sono state isolate negli Usa da Thompson nel 1998. • Nel 2004 Gesine Kogler isola le cellule staminali somatiche adulte speciali ottenute dal sangue del cordone ombelicale.

19. Aspetti etici e giuridici • Con rif. alla fonte di origine delle C.S. : • Dichiarazione di Helsinki (2000): • “Nella ricerca medica è dovere del medico proteggere la vita, la salute, la riservatezza e la dignità del soggetto umano”(n.10), • “Il benessere del soggetto umano deve avere la precedenza sugli interessi della scienza e della società”(n.5)

20. Ciò è conforme a : • Convenzione sui diritti dell’uomo e la biomedicina del consiglio d’Europa (Oviedo, 1997); • - Dichiarazione sul genoma umano e i diritti dell’uomo dell’UNESCO (1997).

21. CLONAZIONE

22. A. HUXLEY The Brave new world (1932): produzione di masse di individui umani tutti uguali, fecondati in laboratorio, funzionanti come automi a servizio dello Stato D. RORVIK IN HIS IMAGE: THE CLONING OF A MAN (1978): un miliardario riesce ad assembrare una squadra di scienziati per clonare una cellula del suo corpo (attraverso l’inserimento del suo materiale genetico in un ovulo enucleato di donatore), che diventava il portatore gestante del gemello più giovane Max.

23. Opinione pubblica paura Governo degli USA (inizio anni 80) ha posto molti limiti alla ricerca sugli embrioni in generale e alla clonazione in particolare Il Rapporto “Splincing life” del 1982 non considerò significativamente il tema perché appariva hp scientifica.

24. Oggi interrogativi in tutta la loro importanza Notizia Dolly di Edimburgo prodotta allo scopo di poter disporre di proteine umane attualmente molto rare e costose, ma indispensabili per curare malattie come l’emofilia, la fibrosi cistica e l’enfisema polmonare. La pecora dovrebbe fornire PROTEINE dal suo LATTE (trasformato in una specie di farmaco)

25. Metodica che prevede la nascita di viventi senza la fusione di gameti. = INDIVIDUO • Identico nel genotipo

26. Primi risultati sugli animali Il 13 ottobre 1993: Jerry L. Hall e Robert J. Stillman, due ricercatori del dipartimento di ostetricia e ginecologia della George Washington University (GWU), hanno annunciato in un congresso la positività dell’esperimento di clonazione

27. CLONAZIONE Parola “clone” deriva dal greco “klon” = germoglio/ramoscello. In biologia indica la possibilità di “duplicare” il patrimonio genetico di una struttura molecolare (due individualità biologiche identiche).

28. Due METODICHE “EMBRYO SPLITTING”: Simula la modalità naturale della gemellazione monozigotica 2. “EMBRYO CLONING”: il trasferimento del nucleo proveniente dalla cellula embrionale in un ovocita enucleato

29. Clonazione “EMBRYO CLONING”: La tecnologia di clonazione di individui adulti si basa sulla sostituzione del nucleo dell’ uovo o dell’embrione allo stadio di una cellula (zigote) con il nucleo proveniente da un’altra cellula e per questo prende il nome di nuclear transfering (trasferimento del nucleo). In genere si svuota il nucleo di un gamete femminile (ovocita) lo si priva del nucleo e lo si sostituisce con quello di una cellula somatica adulta di un individuo della stessa specie. Opportunamente stimolata – chimicamente o elettricamente- questa entità si svilupperà come un ovocita fertilizzato

30. Clonazione Il primo tentativo di questo genere coronato da successo avvenne per opera di John Gordon, il quale nel 1962 riuscì a clonare una rana a partire dal nucleo di una cellula intestinale di un’altra rana adulta. Tuttavia da questo e dai successivi esperimenti era emerso evidente un limite alla clonazione di individui adulti: la perdita della totipotenza dei nuclei di cellule differenziate. La totipotenza è la capacità che cellule non ancora differenziate (generalmente cellule embrionarie) hanno di ricostruire l’intero organismo.

31. Dolly Questo limite è stato però superato dagli studi del gruppo di ricercatori del Roslin Institute di Edimburgo che nel 1996 riuscirono ad ottenere pecore vive a partire da una linea cellulare stabilizzata in vitro. Queste cellule, in tutto assimilabili a cellule embrionali totipotenti, furono però indotte in quiescenza mediante deprivazione di siero. Il risultato dell’esperimento era estremamente importante perché la quiescenza è lo stato del ciclo cellulare in cui si trovano normalmente le cellule differenziate che costituiscono l’organismo adulto. L’anno successivo lo stesso gruppo guidato da Ian Whilmut annunciò di essere riuscito a clonare una pecora – nota in tutto il mondo con il nome di Dolly – a partire da un nucleo proveniente da una cellula differenziata.

33. Storia clonazione • 1996 clonazione della pecora Dolly da parte di Wilmut • 1998 topi • 2000 maiale • 2002 Gatto • 2002 annuncio della prima clonazione di un embrione umano (attivazione di una cellula uovo) • 2003 muore Dolly • 2005 Snuppy il primo cane e Little Nick (prima clonazione a pagamento $50.000 dollari) • 2007 Wilmut annuncia di aver abbandonato la tecnica della clonazione

34. Può avere diversa finalizzazione: Riproduttiva Terapeutica

35. Perché clonare Cfr. NABER (ente scientifico statunitense) che si occupa dell’eticità delle nuove tecnologie riproduttive ha offerto alcune indicazioni sui possibili usi della clonazione

36. Protocollo addizionale alla Convenzione per la salvaguardia dei diritti dell'uomo e della dignità di essere umano con riguardo alle applicazioni della biologia e della medicina Art. 1 1. E’ vietato qualsiasi intervento volto a creare un essere umano geneticamente identico a un altro essere umano vivo o morto. 2. Ai fini della presente sezione, l'espressione essere umano "geneticamente identico" ad un altro essere umano significa un essere umano che condivide con un altro l'insieme dei geni nucleari.

37. Costituzione europea Art. II-61 Dignità umana La dignità umana è inviolabile. Essa deve essere rispettata e tutelata Costituzione europea art. II-63 Diritto all’integrità della persona Ogni individuo ha diritto alla propria integrità fisica e psichica. Nell’ambito della medicina e della biologia devono essere in particolare rispettati: a) il consenso libero e informato della persona interessata secondo le modalità definite dalla legge b) il divieto delle pratiche eugenetiche, in particolare di quelle aventi come scopo la selezione delle persone c) il divieto di fare del corpo umano e delle sue parti in quanto tali una fonte di lucro d) il divieto della clonazione riproduttiva degli esseri umani

38. Protocollo addizionale alla Convenzione per la salvaguardia dei diritti dell'uomo e della dignità di essere umano con riguardo alle applicazioni della biologia e della medicina 12 gennaio 1998, n. 168, sul divieto di clonazione di esseri umani Costituzione europea art. II-63 Diritto all’integrità della persona d) il divieto della clonazione riproduttiva degli esseri umani Art. 1 1. E’ vietato qualsiasi intervento volto a creare un essere umano geneticamente identico a un altro essere umano vivo o morto. 2. Ai fini della presente sezione, l'espressione essere umano "geneticamente identico" ad un altro essere umano significa un essere umano, la condivisione con un altro l'insieme dei geni nucleari Creare un essere umano Vivo o morto clonazione riproduttiva terapeutica

39. Costituzione europea art. II-63 Diritto all’integrità della persona d) il divieto della clonazione riproduttiva degli esseri umani Creare un essere umano bambino clonazione riproduttiva

40. Modelli normativi In paesi asiatici come Cina, Singapore e Corea del Sud la ricerca scientifica sulle cellule staminali è quasi del tutto libera da vincoli e fortemente incentivata a livello statale. Tra i vari paesi solo il Belgio (legge del 3 aprile 2003) e la Spagna (riforma della legge sulla procreazione assistita del 19 novembre 2003) hanno mostrato una certa apertura verso l’utilizzo di embrioni per la produzione di cellule staminali, pur vietando comunque severamente la clonazione riproduttiva e la sperimentazione oltre il quattordicesimo giorno. E’ possibile utilizzare gli embrioni residui per la sperimentazione fino al 14o giorno di sviluppo (Gran Bretagna, Svezia, Spagna), o alla 21a ora dalla fecondazione (Germania)

41. Gran Bretagna La ricerca su embrioni, creati in vitro sia a scopi riproduttivi, sia al solo scopo di ricerca, e` consentita (racc. 1) allo scopo di incrementare le conoscenze sulle patologie trattabili con cellule staminali, a condizione che sia soggetta ai controlli previsti dallo Human Fertilisation and Embriology Act del 2008 e che sia stato ottenuto il consenso informato da parte dell’uomo e della donna da cui derivano la cellula uovo e lo spermatozoo (racc. 3).

42. Parlamento francese Progetto di legge approvato dal Parlamento il 22 gennaio 2002

44. Legge che fu poi modificata dopo il nuovo presidente e il nuovo Governo a maggio del 2002. Jean-François Mattei e Claudie Haigneré, rispettivamente ministro della Sanita' e della Ricerca del nuovo Governo, avevano presentato delle modifiche degli emendamenti.

45. Cambiamenti che sfociarono nella legge del 6 agosto 2004 che stabiliva il principio del divieto delle ricerche con le cellule staminali embrionali, salvo deroghe in casi eccezionali e per un periodo di tempo limitato di cinque anni.Il progetto di legge approvato il 20 ottobre del 2010 dal Consiglio dei ministri mantiene questo tipo di divieto.

46. Stati Uniti Rapporto del National Bioethics AdvisoryCommission del 1999, Escludeva l’utilizzo di embrioni creati con la fecondazione in vitro al solo scopo di ricerca (racc. 3) da parte della National Bioethics AdvisoryCommission, che negava a tale scopo l’utilizzo di fondi federali. Uguale veto non e` previsto per l’utilizzo degli embrioni residui (racc. 2), che sarebbe condizionato solo da due elementi: 1) la rilevazione del consenso da parte dei donatori, previa informazione sul fatto che la ricerca non e` vantaggio degli embrioni utilizzati, che il rifiuto o l’accettazione da parte della coppia non influenzerà eventuali cure per i donatori, che gli embrioni utilizzati non saranno trasferiti in utero e che verranno distrutti a seguito della ricerca (racc. 5); 2) la chiarezza sul fatto che le cellule staminali embrionali ottenute non serviranno per curare i donatori dei gameti (racc. 6) (15).

47. “Norme in materia di procreazione medicalmente assistita" L. 2004-n.40 ART. 13. (Sperimentazione sugli embrioni umani). 1. È vietata qualsiasi sperimentazione su ciascun embrione umano. 2. La ricerca clinica e sperimentale su ciascun embrione umano è consentita a condizione che si perseguano finalità esclusivamente terapeutiche e diagnostiche ad essa collegate volte alla tutela della salute e allo sviluppo dell'embrione stesso, e qualora non siano disponibili metodologie alternative.

48. 3. Sono, comunque, vietati: a) la produzione di embrioni umani a fini di ricerca o di sperimentazione o comunque a fini diversi da quello previsto dalla presente legge; b) ogni forma di selezione a scopo eugenetico degli embrioni e dei gametiovvero interventi che, attraverso tecniche di selezione, di manipolazione o comunque tramite procedimenti artificiali, siano diretti ad alterare il patrimonio genetico dell'embrione o del gamete ovvero a predeterminarne caratteristiche genetiche, ad eccezione degli interventi aventi finalità diagnostiche e terapeutiche, di cui al comma 2 del presente articolo; c) interventi di clonazione mediante trasferimento di nucleo o di scissione precoce dell'embrione o di ectogenesi sia a fini procreativi sia di ricerca; d) la fecondazione di un gamete umano con un gamete di specie diversa e la produzione di ibridi o di chimere.

49. 4. La violazione dei divieti di cui al comma 1 è punita con la reclusione da due a sei anni e con la multa da 50.000 a 150.000 euro. In caso di violazione di uno dei divieti di cui al comma 3 la pena è aumentata. Le circostanze attenuanti concorrenti con le circostanze aggravanti previste dal comma 3 non possono essere ritenute equivalenti o prevalenti rispetto a queste. 5. È disposta la sospensione da uno a tre anni dall'esercizio professionale nei confronti dell'esercente una professione sanitaria condannato per uno degli illeciti di cui al presente articolo

50. ART. 14. (Limiti all'applicazione delle tecniche sugli embrioni). 1. È vietata la crioconservazione e la soppressione di embrioni, fermo restando quanto previsto dalla legge 22 maggio 1978, n. 194. 2. Le tecniche di produzione degli embrioni, tenuto conto dell'evoluzione tecnico-scientifica e di quanto previsto dall'articolo 7, comma 3, non devono creare un numero di embrioni superiore a quello strettamente necessario ad un unico e contemporaneo impianto, comunque non superiore a tre.