LA CELLULA

I FOGLIETTI EMBRIONALI

Cosa vediamo al microscopio ottico ?

EctodermaMesodermaEndoderma

DANNO E MORTE CELLULARE

DANNO DI TUTTI I TIPI (ipossico, tossico, infezioni ecc.)

All’INIZIO IL DANNO E’ REVERSIBILE

EDEMA

DANNO REVERSIBILE

DEGENERAZIONE GRASSA

EDEMA

Rigonfiamento, o EDEMA INTRACELLULARE , o degenerazione idropica o vacuolare.

E’ legato al deficit di ATP, la mancanza di energia comporta la

incapacità di mantenere l’omeostasi dei sali e dei liquidi, la

cellula si rigonfia e compaiono dei vacuoli chiari (sono cellula si rigonfia e compaiono dei vacuoli chiari (sono

pezzettini rigonfi di reticolo endoplasmico).

Con il persistere del danno

l’ edema divieneEXTRACELLULARE l’organo appare pallidoe pesante

DEGENERAZIONE GRASSA:

la cellula non ha l’energia sufficiente per il metabolismo dei lipidi

(entrata degli acidi grassi liberi, ossidazione a corpi chetonici, formazione dei lipidi complessi, sintesi di apoproteina da complessare ai trigliceridi per permettere l’uscita delle lipoproteine)

danno ipossico e chimico (CCl4)

trigliceridi per permettere l’uscita delle lipoproteine)

di conseguenza nelle cellule si accumulano vacuoli pieni di lipidi.L’organo assume colorazione gialla

Nel fegatoè chiamata STEATOSI: abnorme accumulo di lipidiNei paesi industrializzati la causa più importante di steatosi epatica è l’abuso di alcol

In pratica con la mancanza di energia

prima si accumula acqua e poi lipidi

Lobulo epatico normale

Steatosi

MORTE CELLULARE

NECROSI sempre patologica

La persistenza del danno conduce a morte cellulare

APOPTOSIO MORTE PROGRAMMATA

fisiologicapatologica

NECROSI

CITOPLASMA o citoplasma più eosinofilo (perdita RNA + denaturazione proteine)

o citoplasma vacuolato per digestione degli organelli da parte enzimi idrolitici

QUADRO INIZIALE comune a tutti i tipi di necrosi

organelli da parte enzimi idrolitici o citoplasma pieno di agglomerati di fosfolipidi

(figure mieliniche)

NUCLEO : picnosicarioressi (rottura del nucleo)cariolisi (DNAsi)

Dopo 24-48 ore SCOMPARSA DEL NUCLEO

QUELLO CHE SI VEDE NEL QUADRO CONCLAMATO

E’ IL RISULTATO DI UN BILANCIO TRA

QUADRO CONCLAMATO delle NECROSI

E’ IL RISULTATO DI UN BILANCIO TRA

E QUINDI AVREMO VARI TIPI DI NECROSI

LISI E DENATURAZIONE

Quando la rottura dei lisosomi libera enzimi litici

NECROSI COLLIQUATIVA

Gli enzimi che si liberano dai lisosomi digerisconole cellule e il tessuto si trasforma in una massa fluidaes ipossia nel SNC

Oppure enzimi dei polimorfonucleati nelle infezioni batteriche, i numerosi leucociti morti danno luogo a una materiale giallo grigiastro: il PUS

Quando prevale la denaturazione anche gli enzimi litici si denaturano esi osserva la conservazione delle strutture cellulari

NECROSI COAGULATIVA

Esempio tipico è l’infarto del miocardio

NECROSI CASEOSA: il tessuto ha la consistenza del formaggio e l’architettura del tessuto è cancellata.E’ tipica della tubercolosi ed è a metà stradatra colliquativa e coagulativa

Necrosi caseosa

NECROSI EMORRAGICA

E’ una necrosi con emorragia che si osserva specialmente

nel polmone perché vi è una doppia circolazione

STEATONECROSI

Aree di focale distruzione dei lipidi a causa della liberazione di lipasi pancreatiche durante la pancreatite acutaGli acidi grassi derivanti dall’azione delle lipasi sui trigliceridi si combinano con il calcio e danno luogo a aree biancastre simili a gessoche si vedono macroscopicamente

NECROSI GANGRENOSA è coagulativa es. gangrena secca degli arti. E’ legata a ischemia ma se superinfezione batterica diventa colliquativa

che si vedono macroscopicamente

MORTE PROGRAMMATA o APOPTOSI

Anche se il DNA è degradato e le le proteine sono denaturate la membrana cellulare pur essendo alterata resta integra perciò la cellula non riversa il suo contenuto all’esterno, quindi non si accompagna a danno per il tessuto circostante

Apoptosi = caduta delle foglie

Alterazioni della membrana importanti sono esposizione del fosfolipide fosfatidilserina e della trombospondina (proteina adesiva)questi segnali inducono i macrofagi a fagocitare queste cellule che cosìrapidamente scompaiono

APOPTOSI FISIOLOGICA

Embriogenesi

Involuzione ormonodipendente

Controllo omeostatico delle cellule proliferanti (intestino)

Controllo omeostasi linfocitaria

Eliminazione cellule infettate da virusEliminazione cellule infettate da virus

APOPTOSI PATOLOGICA

Danno al DNA (chemio e radioterapia)

Alcuni virus es. epatite virale Alcuni virus es. epatite virale

Atrofia per ostruzione dei dotti: pancreas parotide e rene

Neoplasie nella fase di regressione

APOPTOSI

ALTERAZIONI MORFOLOGICHE

Riduzione del volume cellulare la cellula diventa rotonda piccola e eosinofila

Condensazione della cromatina in masse dense e frammentazione Condensazione della cromatina in masse dense e frammentazione del nucleo

Estroflessioni del citoplasma e frammentazione della cellula in corpi apoptotici che possono contenere frammenti di nucleo e sono molto eosinofili

Fagocitosi

Cellule apoptotiche nella cute (lupus eritematoso sistemico)

E’ raro vedere apoptosi in vivo perché i macrofagi fagocitanoimmediatamente le cellule apoptotiche

Apoptosi al microscopio elettronico

L’apoptosi dei neutrofili determina il tipico nucleo trilobato che si vede anche al microscopio ottico

DNAapoptotico

DNA integro

Gel di agarosio

Il DNA apoptotico è frammentatoi frammenti si vedono comei frammenti si vedono comebande multiple (ladder o scaletta)

IPERTROFIA

Aumento delle dimensioni delle cellule per aumento del numero degliorganelli e conseguente aumento delle dimensioni dell’organo

In genere ipertrofia senza iperplasia si osserva nei tessuti formati da cellule che non si dividono: cuore e muscoli cellule che non si dividono: cuore e muscoli

IPERPLASIA

Aumento del numero delle cellule con conseguente accrescimento delvolume dell’organo

compensatoria(es. fegato)IPERPLASIA FISIOLOGICA

ormonale (es. mammella)

prostata endometrioIPERPLASIA PATOLOGICA

> Produzione fattori di crescita e espressione recettori

IPERPLASIA FISIOLOGICA

riduzione delle dimensioni della cellula per perdita di organelli cellulari, quando coinvolge molte cellule il volume dell’interoorgano si riduce

Fisiologica es. utero dopo il parto

ATROFIA

Fisiologica es. utero dopo il parto

Patologica: disuso (muscolo dopo ingessatura)mancata nutrizione o apporto ematicoperdita stimolazione ormonale

METAPLASIA

Modificazione reversibile che prevede la sostituzione di tipi cellularidifferenziati con altri tipi cellulari differenziati

Parte dalla cellula staminale

Metaplasia squamosa: epitelio cilindrico secretorio in squamoso

Esofago di Barrett

Può accadere anche il contrario:Metaplasia intesinale

DISPLASIA

Displasia = crescita disordinata è un termine che si riferisce acambiamenti che riguardano un epitelio normale

Pleiomorfismo = variazione di forma e dimensioni

Perdita della polarità e disordine architetturale

Nuclei ingranditi e ipercromici IPERCROMIA = POLIPLOIDIA

Aumento del numero delle mitosi di morfologia normale, ma in sede anormale

Perdita della polarità e disordine architetturale

Alterazione del rapporto nucleo-citoplasmatico

CERVICECERVICEEpitelio esocervice normale

CIN1

CIN2

CIN3 o carcinoma “in situ”

CARCINOMA “IN SITU”

Carcinoma che non supera la membrana basale

MEMBRANA BASALEMEMBRANA BASALE

Collagene di tipo 4 e proteoglicani

E’ prodotta dalle cellule epiteliali e dai fibroblasti dello stroma sottostante

Importanza dello stroma sottostante

Lo stroma sottostante contiene linfatici e vasi sanguigni

consentendo quindi la metastatizzazione

NEOPLASIA

TUMORE

CANCRO

COSA DISTINGUE I TUMORI BENIGNI DA QUELLI MALIGNI

TASSO DI CRESCITA

GRADO DI DIFFERENZIAZIONE o ANAPLASIA

INVASIVITA’

ANGIOGENESI

CAPACITA’ DI METASTATIZZARE

PRESENZA DI CELLULE STAMINALI

GRADO DI DIFFERENZIAZIONE O ANAPLASIA

ANAPLASIA = regressione cambiamenti che riguardano un epitelio non normale

Pleiomorfismo = variazione di forma e dimensioni

Nuclei ingranditi e ipercromici

Aumento del numero delle mitosi di morfologia anormale

Perdita della polarità e disordine architetturale

Alterazione del rapporto nucleo-citoplasmatico

TASSO DI CRESCITA

Tempo di raddoppiamento in realtà non si può predire(solo nel topo)

Frazione di crescitacioè percentuale delle cellule che replicano

Dipende da:

Frazione di crescitacioè percentuale delle cellule che replicano in genere è al massimo del 20%

Percentuale di cellule che muoiono

.Morte delle cellule tumorali

La frazione di crescita si può vedere sul vetrino:

numero di mitosi (si contano le mitosi)

markers di proliferazione: immunoistochimica

Nel caso di farmaci antineoplastici che agiscono

mediante inibizione della proliferazione, e quindi sul

pool replicativo, se questo è piccolo per esempio

Perché è importante conoscere la frazione di crescit a?

pool replicativo, se questo è piccolo per esempio

la frazione di crescita é del 5% il tumore

crescerà lentamente ma non sarà sensibile a questo

tipo di chemioterapia

CIN1MIB1

CIN3MIB1

INVASIVITA’

Capacità di superare la membrana basale e infiltrare

lo stroma quindi dipende dall’ espressione di proteasi

che non sono attive nelle cellule normali che non sono attive nelle cellule normali

PERCHE’ STUDIAMO CELLULE STAMINALI E ANGIOGENESI

NEI PARTICOLARI ?

1) gli antineoplastici che utilizziamo colpiscono anche le cellule sane

le cellule staminali e le cellule dei vasi neoformati possono essere le cellule staminali e le cellule dei vasi neoformati possono essere TARGET DI TERAPIA SPECIFICA

2)Le terapie anti-angiogenetiche sono già utilizzate per alcuni tumori(es., il carcinoma del colon, il glioblastoma multiforme ecc )

3) si spera di mettere a punto terapie specifiche contro le cellule staminali tumorali

CELLULE STAMINALI

Sono capaci di autorinnovarsi mediante l’espressione di geni che reprimono gli inibitori del ciclo cellulare

Il tumore è eterogeneo:Il tumore è eterogeneo:le cellule mostrano vari gradi di differenziazione

le cellule stem se isolate e iniettate nel topo immunocompromesso sono capaci di ripetere la eterogeneità del tumore di partenza

CELLULE STAMINALI

Domande molto importanti

Qual è la cellula di origine di un determinato tumore ?Siamo capaci di distinguerla?

Quali sono i pathways biochimici che consentono di autorinnovarsi ?

Ci sono molecole specifiche di queste cellule per poterle isolare ?

Come fanno a “scappare” alle terapie ?

Questi pathways sono diversi da tessuto a tessuto?

EMOPOIESI

CFU GM CFU Bas/Eritro/Mega ProgenitoriMultipotenti

Precursori Committed

Precursori Morfologicamente Riconoscibili

CFU G CFU M CFU EO BFU ECFU BAS CFU Mega

Mieloblasto

Monoblasto

Eosinofiloblasto

Basofiloblasto

Eritroblasto

Megacarioblasto

AML 1997 Bonnet D et al Nature Medicine 3:730-737

CD34+, CD38- CD90+ e non hanno i markers delle cellule differenziateperciò vengono dette “lineage negative” o LIN-

Nell’individuo normale corrispondono al progenitore multipotente

FENOTIPO DELLA STEM CELL EMATOPOIETICA

Rappresentano 0.1-1% di tutte le cellule

Sembra che una cellula differenziata possa acquisire mutazioni che lepermettono di autorinnovarsi

IL TUMORE E’ SEMPRE UNA NEOPLASIA DELLE STEM ?

QUASI SEMPRE MA NON NECESSARIAMENTE

Hanno la capacità di formare colonie sferiche in vitro

Le cellule stem hanno markers diversi a seconda del tessuto di origine

Più alto è il di stem cells più è aggressivo è il tumore

E’ lo stessa cosa dire più differenziato è il tumore, meno è aggressivo

le stem presentano resistenza selettiva alla terapia

Esprimono multidrug resistance proteinsche sono dei canali

con delle pompe capaci di espellere i farmaci chemioterapici

(es. le cellule stem dell’ AML sono resistenti a daunorubicina e AraC)

Resistenza all’apoptosi

Resistenza alle radiazioni(es. le cellule CD133+ dei tumori del cervello)

I pathways biochimici identificati per il self renewal

servono per una terapia mirata sulle cellule stem