LE CELLULE STAMINALI EMOPOIETICHE:

QUALI POTENZIALITA’ PER LA MEDICINA RIGENERATIVA?

Giuseppe Visani & Alessandro Isidori Ematologia e Centro Trapianti

di Cellule Staminali Emopoietiche Pesaro

San Marino, 20 marzo 2009

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Una CELLULA STAMINALE è una cellula (adulta o embrionale) capace di rinnovamento indefinito, attraverso la

divisione cellulare e la CONSERVAZIONE DEL SUO

STATO NON SPECIALIZZATO attraverso il quale è in grado di generare numerose cellule figlie

specializzate in compiti diversi.

Cosa sono le cellule staminali e perché sono importanti

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Le cellule staminali sono cellule “immature” dotate di capacità proliferativa illimitata che e porta ad auto-rigenerarsi (SELF-RENEWING), in grado di dare origine a cellule specializzate dei vari tessuti dell'organismo attraverso un meccanismo noto come DIFFERENZIAMENTO.

Cosa sono le cellule staminali e perché sono importanti !

CELLULE STAMINALI

UNA CELLULA STAMINALE E’ DEFINITA DA TRE CRITERI MAGGIORI: 1- AUTO-MANTENIMENTO (SELF-RENEWING) 2- CAPACITA’ DI DIFFERENZIARE IN MULTIPLI TIPI CELLULARI (DIFFERENZIAMENTO) 3- CAPACITA’ DI RICOSTITUIRE IN VIVO UN DETERMINATO TESSUTO

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A seconda dell’origine, le cellule staminali vengono classificate come •  EMBRIONALI, derivanti dalla massa interna della blastocisti (ossia l’embrione nei primi 3-5 giorni di sviluppo) •  ADULTE, normalmente localizzate in molti tessuti dell’organismo, che hanno ultimato il loro sviluppo

Cosa sono le cellule staminali e perché sono importanti

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Le cellule staminali embrionali sono le cellule con il potenziale differenziativo maggiore

e per questo definite “TOTIPOTENTI” in quanto capaci di generare

un organismo nella sua totalità e quindi qualunque tipo di tessuto.

CELLULE STAMINALI EMBRIONALI

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CELLULE STAMINALI EMBRIONALI

La cellula uovo fecondata e’ capace non solo

di formare cellule dei tre foglietti germinali

(mesoderma, endoderma, ectoderma), ma

anche di FORMARE TUTTI I TESSUTI

EXTRA-EMBRIONALI necessari per lo sviluppo

dell’embrione stesso.

TALE CELLULA E’ DETTA TOTIPOTENTE,

ED E’ AL VERTICE DELLA GERARCHIA DELLE

CELLULE STAMINALI

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CELLULE STAMINALI EMBRIONALI

Le cellule STAMINALI EMBRIONALI e le cellule

GERMINALI EMBRIONALI, isolate dalla massa

cellulare profonda (inner cell mass) della

blastocisti o dalle cellule germinali primordiali

di un embrione in stadio precoce, possono

dare origine a endo, meso ed ectoderma

e alle cellule germinali,

MA NON AI TESSUTI EXTRA-EMBRIONALI.

TALI CELLULE SONO DETTE

PLURIPOTENTI !

Embryonic stem cells are found

in the developing embryo for just a couple of weeks

after fertilization.

Scientists have been able to isolate these cells and keep them growing in the

lab.

Embryonic stem cells can divide indefinitely and are

plastic.

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Le cellule staminali adulte, invece,

sono cellule non specializzate

proprie di ogni tessuto maturo.

Tali cellule hanno la funzione di

RINNOVARE E SOSTITUIRE

le cellule di quello stesso tessuto

che invecchiano e che

devono essere rimpiazzate…

CELLULE STAMINALI ADULTE !

…Queste cellule adulte vengono anche classificate come cellule staminali pluripotenti (??),

multipotenti e unipotenti in quanto presentano un

POTENZIALE DIFFERENZIATIVO LIMITATO se paragonato a quello delle cellule embrionali.

Un esempio sono le cellule staminali

emopoietiche del midollo osseo da cui hanno origine tutte le cellule del sangue

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CELLULE STAMINALI ADULTE

Le cellule STAMINALI isolate dai vari organi

dell’adulto sono capaci di auto-mantenimento e

di differenziamento in vari tipi di cellule adulte

organo-specifiche. L’esempio più classico è

quello della cellula staminale emopoietica,

capace di dare origine a tutte le cellule del

sangue (globuli bianchi,globuli rossi, piastrine)

TALI CELLULE SONO DETTE

MULTIPOTENTI

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CELLULE STAMINALI ADULTE Le cellule STAMINALI dell’adulto comprendono

anche un’ulteriore popolazione di cellule,

presenti nei tessuti adulti, incapaci di

autorinnovarsi e capaci di differenziare

soltanto in una specifica linea celluare.

Nel caso del sangue, tali cellule sono

rappresentate dai precursori mieloidi e

linfoidi, gli avi di granulociti e linfociti. TALI CELLULE SONO DETTE

UNIPOTENTI

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CELULE STAMINALI EMOPOIETICHE

MULTI- POTENZA

UNI- POTENZA

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La cellula staminale adulta (somatica) è una cellula non specializzata presente in diverse parti dell’organismo e che, a seconda del tessuto di origine, presenta proprietà differenti. Le cellule staminali adulte sono capaci di AUTO-RINNOVAMENTO INDEFINITO, e danno origine a CELLULE FIGLIE SPECIALIZZATE in grado di dare origine agli organi presso i quali esse vengono trovate (fegato, pelle, cuore, sangue, etc).

Cosa sono le cellule staminali adulte ?

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Il sangue di cordone ombelicale è ricco di cellule staminali emopoietiche.

I Ricercatori hanno scoperto che queste cellule sono più immature

rispetto alle altre cellule staminali adulte Ciò significa che possono proliferare più a lungo in coltura e che

possono contribuire alla rigenerazione di uno spettro più amplio di tessuti.

I nuovi studi stanno cercando di capire se le cellule staminali del

sangue di cordone ombelicale siano PLURIPOTENTI O MULTIPOTENTI e quale sia il livello della loro plasticità

Che tipo di staminali sono le cellule del sangue cordonale? !

Le cellule staminali adulte (somatiche) sono MULTIPOTENTI, e sono pertanto limitate riguardo al tipo e al numero di cellule che possono produrre se ci basiamo sulle presenti evidenze scientifiche Le cellule staminali adulte presentano, tuttavia, come dimostrato da numerosi studi, una proprietà molto importante chiamata

PLASTICITA’

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La PLASTICITA’ (plasticity) consiste nella capacità di una cellula di un

determinato tessuto di dare origine a cellule specializzate di un altro

tessuto

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Ma proprio grazie alla capacità delle cellule staminali di dare origine a diversi tessuti,

ossia per la loro PLASTICITA’

esse potrebbero essere usate per ricostruire

una parte di un organo danneggiata o distrutta

Ad esempio una parte del cuore danneggiata da un infarto o una articolazione danneggiata in modo irreparabile

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Cos’è la terapia cellulare?

La FDA definisce la terapia cellulare come :

"La prevenzione, il trattamento, la cura o l'attenuazione di

malattie o lesioni negli esseri umani mediante

somministrazione di cellule autologhe, allogeniche o

xenogeniche che siano state manipolate o alterate ex vivo".

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Cos’è la terapia cellulare?

L'obiettivo della terapia cellulare, che si sovrappone con quello della medicina rigenerativa, è di riparare, sostituire o ripristinare tessuti o organi danneggiati o malati. Terapia cellulare può assumere la forma di un trapianto di cellule staminali, ad esempio un trapianto di cellule emopoietiche che viene utilizzato per ricostituire le cellule del sangue e del sistema immunitario dei pazienti con leucemia, linfoma o di altre patologie del sangue.

IL TRAPIANTO DI MIDOLLO OSSEO E’ UNA TERAPIA CELLULARE!!!

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