10 dicembre 2012

Le cellule staminali

Chiedilo a Tania

Mi ha scritto Giulia, chiedendomi un aiuto per capire meglio cosa sono e come funzionano le cellule staminali.
Per comprendere cos'è una cellula staminale, bisogna capire bene alcuni concetti chiave della biologia che Giulia conosce certamente a fondo.

La cellula è l’unità biologica di tutti gli esseri viventi.

Gli organismi unicellulari sono formati da una singola cellula, mentre quelli pluricellulari sono formati da più cellule. Gli organismi pluricellulari presentano un'organizzazione complessa: un insieme di cellule dello stesso tipo forma un tessuto; diversi tessuti costituiscono gli organi; più organi formano gli apparati e i sistemi dell'organismo.
http://www.lannaronca.it/scienze%20classe%20quinta.htm
Tutte le cellule dell'organismo derivano da altre cellule preesistenti, che si duplicano per mitosi.


La mitosi permette all'organismo di crescere e di rinnovarsi: ogni cellula, infatti, invecchia, muore e deve essere sostituita. Ad esempio una cellula dell'epidermide (lo strato più superficiale della pelle), vive in media 28 giorni; un globulo rosso, che trasporta l'ossigeno nel sangue, ha, invece, una vita media di 120 gironi.
Le cellule dell'epidermide possono rinnovarsi grazie alla presenza di una riserva di cellule staminali presenti dello strato più profondo dell'epidermide: lo strato basale.
I globuli rossi, invece, si rinnovano grazie alle cellule staminali presenti nel midollo osseo rosso.

Le cellule staminali sono in grado di rinnovare se stesse attraverso la divisone cellulare: in questo modo, garantiscono all'organismo un continuo ricambio di cellule.
Si tratta di una divisione cellulare asimmentrica; in seguito a questa divisione si originano due cellule: una darà origine ad una cellula specializzata, l'altra rimarrà staminale, come si vede nell'immagine. La cellula destinata a specializzarsi passa attraverso diverse divisioni che la porteranno a diventare una cellula somatica. Con il termine "cellula somatica" ci si riferisce ad una cellula del nostro organismo con un corredo cromosomico diploide (2n=46). In questo modo le si distingue, dalle cellule aploidi (n=23) ovvero la cellula uovo e lo spermatozoo.



Le cellule staminali sono cellule bambine, primitive, non specializzate: sono in grado di trasformarsi in cellule somatiche, specializzate, con una ben precisa funzione.
La capacità di una cellula staminale di generare tessuti riversi si chiama potenza.

Una cellula staminale totipotente è capace di differenziarsi in qualsiasi tipo di cellula presente nell'organismo. Lo zigote è una cellula totipotente: dall'unione della cellula uovo e dello spermatozoo si origina, infatti, questa speciale cellula, dalla quale poi, attraverso divisioni cellulari successive, si originerà un nuovo essere vivente.
Le cellule staminali pluripotenti sono simili alle precedenti ma non possono generare un organismo intero. Sono pluripotenti le cellule della blastocisti, quella fase dello sviluppo embrionale compresa tra il 5° e il 7° giorno dopo la fecondazione. Le cellule che daranno origine al corpo del futuro bambino, formano una massa che sporge all'interno della cavità. Le cellule della parete formano, invece, il trofoblasto, dal quale dipende l'annidamento dell'ovulo nella mucosa uterina.
http://89.97.218.226/web1/sviluppo/files/mamblast_1.htm
Le cellule staminali multipotenti, invece, possono differenziarsi solo in alcune tipologie cellulari. Ad esempio, le cellule staminali emopoietiche, che danno origine ai globuli rossi, generano anche agli altri elementi figurati del sangue (piastrine e globuli bianchi).

Eritrociti è un sinonimo di globuli rossi. Granulociti, macrofago e linfociti sono, invece, globuli bianchi.

Le cellule staminali unipotenti possono differenziarsi in un solo tipo di cellula: le cellule dello strato basale (germinativo) dell'epidermide sono unipotenti perché possono differenziarsi solo in cheratinociti.


Per approfondire questo interessante argomento, consiglio:
Le cellule staminali: spunti per un’azione didattica di Ann Zeuner ed Elisabetta Palio, Istituto Superiore di Sanità. Proprio da qui sono tratte alcune immagini che ho trovato in giro per il web e che ho deciso di inserire in questo post.
Per leggerlo cliccate sulla copertina.



Questo libro spiega un argomento complesso in modo semplice, accessibile ed accattivante. Lo trovo particolarmente utile anche per i docenti di scienze di ogni ordine e grado che vogliano trattare l'argomento in classe. Ecco, nel dettaglio, i temi affrontati nel testo:

  • Cosa sono le cellule staminali e perché sono importanti
  • Quanti tipi di cellule staminali esistono
  • Le cellule staminali del cordone ombelicale
  • Terapie possibili con le cellule staminali: presente e futuro
  • Le frontiere della ricerca
  • Il dibattito sulle cellule staminali: perché tanto rumore? 
  • Quando le cellule staminali diventano cattive: le cellule staminali tumorali 
  • Appendice A
    • Esperienze del progetto per le scuole 
    • “Il lungo ed affascinante viaggio della ricerca sulle cellule staminali” 
    • Cellule staminali: alcune proposte didattiche
    • Le cellule staminali viste dai ragazzi: un matrimonio fra arte e scienza
  • Appendice B
    • Chi lavora sulle cellule staminali in Italia


Per un ulteriore approfondimento consiglio anche questo articolo di Gravità Zero:

ITALIANI SCOPRONO MECCANISMO CHE CONTROLLA LE CELLULE STAMINALI


Bene Giulia, che ne dici? Sicuramente ci sono molti spunti per approfondire!
A presto,
Tania Tanfoglio

20 commenti:

  1. Salve Tania! grazie per il post,
    ho letto(anche se non tutto):le cellule staminali appunti per la scuola! E' spiegato molto bene ma per sapere se ho capito potrebbe leggere quello che le scrivo in basso?
    Allora:
    -le cellule staminali totipotenti sono indifferenziate o non specializzate, quindi possono dare origine a tutti i tipi di cellule un esempio è lo zigote che da una singola cellula si genera un individuo adulto composto da vari tipi cellulari.
    -le cellule staminali pluripotenti possono originare come le totipotenti tutti i tipi di cellule ma non possono originare un individuo completo.
    -le cellule staminali multipotenti invece sono specializzate in parte, cioè possono formare cellule diverse ma facente parte sempre dello stesso tessuto per esempio le cellule del sangue: possono formare i globuli rossi, i globuli bianchi o le piastrine. Oppure quelle del tessuto nervoso possono formare: neuroni, cellule gliali ed altre cellule annesse al sistema nervoso ma non possono specializzarsi per esempio in cellule del tessuto epiteliale o muscolare.
    le cellule staminali unipotenti sono differenziate o specializzate cioè possono formare un unico tipo di cellula ad esempio le cellule epiteliali.
    Mi sono posta delle domande tipo:
    -chi induce le cellule a divenire totipotenti, pluripotenti, multipotenti o unipotenti?
    - perchè se le cellule pluripotenti come le totipotenti possono formare tutti i tipi di cellule ma non possono formare un organismo completo?
    -lo zigote è l'unica cellula staminale totipotente?
    P.S: scusi il commento molto esteso, ho cercato di sintetizzare al massimo (:
    Grazie

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    1. Nei mammiferi è conosciuta una singola cellula totipotente, lo zigote; già fra la terza e la quarta divisione cellulare, le cellule iniziano a perdere la loro totipotenza.
      Le cellule staminali pluripotenti non possono dare origine ad un organismo adulto, perché non hanno il potenziale per contribuire ai tessuti extraembrionali, per esempio nel caso dei mammiferi placentati, non possono dare origine alla placenta.
      Recenti studi hanno dimostrato che la pluripotenzialità di una cellula staminale dipende dall'espressione di almeno quattro geni (Oct 3/4, c-Myc, Sox-2 e Kfl4), tutti fattori di trascrizione; è possibile far esprimere questi geni in una cellula e riprogrammarla. Le cellule riprogrammate, chiamate cellule staminali pluripotenti indotte (iPS),sono ottenute a partire da cellule somatiche adulte. Sicuramente questi non sono gli unici geni coinvolti e altri ne restano ancora da scoprire. Quindi, per rispondere alla tua domanda, direi che è proprio l'espressione di determinati geni a determinare la potenza di una cellula staminale. Tali geni, quando la cellula "diminuisce la sua potenza" non vengono più espressi ed altri vengono espressi.

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  2. ps: quello che hai scritto sopra è corretto! ;-) Auguri per il tuo esame!
    Tania

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  3. Un'ultima cosa..i gameti sono le uniche cellule aploidi dell'organismo giusto? Se così non fosse non si dividerebbero con un meccanismo diverso che è la meiosi giusto? Utilizzerebbero la mitosi come tutte le altre cellule..
    (mi faccio domande e risposte da me) ;)

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    1. I gameti si originano per meiosi e sono le uniche cellule aploidi!

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  4. ho un esame di biologia dello sviluppo . Se ho una domanda che mi chiede :origine e potenzialità delle cellule staminali embrionali dell'uomo come dovrei rispondere ? dicendo che esistono cellule unipotenti multipotenti pluripotenti.. andrebbe bene?

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    1. Ciao Laura, bentornata sul mio blog. Le cellule staminali embrionali originano, per divisioni successive, dallo zigote che, a sua volta, è una staminale totipotente.
      Cosa intendi per "potenzialità di una cellula embrionale"?
      Se ti riferisci alla potenza, la tua risposta è corretta. Se, invece, ti riferisci alla loro potenzialità in ambito scientifico, ovvero ai loro utilizzi, approfondisci leggendo il capitolo "Cellule staminali embrionali" sull'opuscolo che ho segnalato nel testo.
      Un saluto,
      Tania

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    2. Grazie :)
      Dov'è quest'oposculo?
      E invece se chiedesse la differenza tra quelle embrionali e adulte?

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    3. Ma riguardo all'origine solo quello si deve dire?

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    4. Laura, il mio è un blog divulgativo: fatto per tutti coloro che vogliono avvicinarsi alle scienze. Per chi, come te, deve preparare un esame universitario è solo un punto di partenza, per capire i concetti di base. La risposta esaustiva per il tuo insegnante sarà quella che tu potrai ricavare dal libro di testo da lui adottato e dagli appunti delle sue lezioni, non puoi studiare basandoti solo su un post divulgativo. E non sta a me approfondire ulteriormente perché questo esula dall'obiettivo del mio blog: avvicinare alla scienza le persone che, normalmente, la considerano ostica e lontana dal loro vivere quotidiano.

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    5. Si lo capisco grazie lo stesso :)

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  5. Legi alla fine del post "Per approfondire questo interessante argomento, consiglio: Le cellule staminali: spunti per un’azione didattica di Ann Zeuner ed Elisabetta Palio, Istituto Superiore di Sanità. Proprio da qui sono tratte alcune immagini che ho trovato in giro per il web e che ho deciso di inserire in questo post. Per leggerlo cliccate sulla copertina."
    ... Clicca sull'immagine che si apre!
    La differenza tra staminali adulte ed embrionali mi sembra chiaramente spiegata nel post. Nell'opuscolo trovi ulteriori approfondimenti. Prova a dirmi cosa non capisci o prova tu a darmi la risposta che ritieni corretta. Viceversa, se non so cosa non ti è chiaro, non riesco ad aiutarti.

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    1. Leggendo l'opuscolo ho capito meglio. Non avevo capito per esempio che in genere le cellule staminali adulte sono multipotenti e che Le cellule staminali embrionali sono cellule che hanno
      proprietà di poter generare tutte le cellule
      del corpo e per questa caratteristica sono
      anche chiamate cellule staminali pluripotenti.

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    2. Comunque non è specificato se si riferisce alla potenza o alla potenzialità in ambito scentifico in questo caso posso parlare di entrambi?

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    3. Io chiederei all'insegnante. Non mi risulta che si possa utilizzare il termine potenzialità al posto del termine potenza. A scanso di equivoci prova a chiedere o, se non è possibile, parla di entrambe le cose, con una premessa: Se con potenzialità ci riferiamo alle potenzialità delle cellule staminali in ambito scientifico, allora posso dire che.....
      Viceversa, se il termine potenzialità è utilizzato come sinonimo di potenza, allora ....
      Io credo si riferisca alla prima eventualità... Prova a pensare alle spiegazioni che hai sentito in classe o chiedi a qualche compagno di corso.

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    4. Ok grazie, proverò a chiedere. Però riguardo alle loro potenzialità in ambito scentifico possa parlare sia di quelle embrionali che di quelle adulte giusto?

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    5. Giustissimo... se, invece, ti chiede in modo specifico le potenzialità delle embrionali o delle adulte, parli solo di quelle!

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  6. Come sempre i post sono chiarissimi e molto utili..Grazie mille!

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    1. Ne sono felice, in bocca al lupo per la tua presentazione!
      Un saluto,
      Tania

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