Cose su cui riflettere Le cellule staminali possono fare copie di loro stesse. Noi chiamiamo questo processo autorinnovamento.

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1 Differenziamento: Generare cellule specializzate Un blocco di metallo, che può dare origine a tanti tipi di chiodi Cos è una cellula specializzata? Una cellula specializzata ha un compito particolare nel corpo. Le cellule del sangue, della pelle, dei muscoli o dei nervi sono tutte cellule specializzate. Esse sono specialiste, come i loro compiti. Le cellule più specializzate non possono fare copie di loro stesse. Ma il tuo corpo ha bisogno di nuove cellule specializzate tutto il tempo. Le cellule staminali riscolvono questo problema. Cos è il differenziamento? Le cellule staminali possono generare nuove cellule specializzate. Noi chiamiamo questo processo differenziamento. 1. Le cellule staminali embrionali possono generare tutti i tipi cellulari presenti nel nostro corpo. 2. Le cellule staminali adulte possono generare solo alcuni tipi cellulari. Per esempio, le cellule staminali della pelle generano solo i tipi cellulari della tua pelle. Le cellule staminali del sangue generano tutti i tipi di cellule del sangue, ma non le cellule della pelle. Cos è una cellula staminale? Auto-rinnovamento =copiatura Una cassetta degli attrezzi. Le cellule staminali possono fare copie di loro stesse. Noi chiamiamo questo processo autorinnovamento. L auto-rinnovamento è un processo che ci permette di non rimanere senze cellule staminali. Le cellule staminali sono importanti nel tuo corpo: Ogni giorno generano nuove cellule che prendono il posto delle cellule che muoiono nel tuo corpo. Aiutano a riparare danni, per esempio se ti tagli o rompi un osso. Se le tue cellule staminali smettessero di copiare loro stesse, si esaurirebbero ben presto. Senza cellule staminali, il tuo corpo non avrebbe gli strumenti necessari per rimpiazzare cellule specializzate morte o danneggiate. Molto presto ti ammaleresti. Cos è una cellula staminale?

2 Differenziamento: Generare cellule specializzate Cos è una cellula staminale? Viti: JM Auto-rinnovamento = copiatura Cos è una cellula staminale? JM

3 Il tuo corpo ha bisogno di cellule staminali Globuli rossi. Cos è una cellula staminale? Noi abbiamo bisogno di cellule staminali per tutta la nostra vita. Consentono al nostro corpo di funzionare rimpiazzando le cellule che muoiono, si danneggiamo o si esauriscono. In alcune parti del tuo corpo hai bisogno di nuove cellule ogni giorno. Ad esempio: Cellule del sangue I globuli rossi vivono in media solamente 100 giorni. Le cellule staminali nel tuo midollo osseo generano milioni di nuovi globuli rossi ogni singolo giorno. Cellule della pelle Ogni anno perdiamo alcuni chilogrammi di cellule morte dalla superficie della nostra pelle. Hanno bisogno di essere rimpiazzate! In gran parte del tuo corpo, le cellule staminali hanno solamente bisogno, ogni tanto, di rimpiazzare cellule danneggiate, ad esempio nel cuore o nei polmoni. Cellule staminali adulte Cos è una cellula staminale? Differenziame Cellula staminale adulta ad es. cellula staminale del sangue Numero limitato di tipi cellulari ad es. cellule staminali del sangue posso generare globuli rossi, globuli bianchi, piastrine

4 Il tuo corpo ha bisogno di cellule staminali Cos è una cellula staminale? David Gregory and Debbie Marshall / Wellcome Images

5 Cellule staminali embrionali Cos è una cellula staminale? Differenziamento Cellula staminale embrionale Tutti i tipi di cellule nell organismo Cosa può fare una cellula staminale Cos è una cellula staminale? Cellule staminali Cellule staminali identiche Cellule specializzate

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7 Tuo compito Guarda le carte che ti sono state date e leggi le informazioni sul retro delle foto. Prepara un poster per spiegare le informazioni più importanti agli altri studenti della tua classe.il tuo poster DEVE rispondere a tutte le domande che trovi di seguito. Domande 1. Cos è una cellula staminale? (Suggerimento: Spiega due cose che possono fare le cellule staminali) 2. Perchè il nostro corpo ha bisogno delle cellule staminali? 3. Quali tipi diversi di cellule staminali ci sono? (Suggerimento: Trova due tipi di cellule staminali menzionate nelle carte a spiega cosa possono fare) Cos è una cellula staminale? Suggerimenti Attacca le foto e i diagrammi sul tuo poster. Non devi usarli tutti se non vuoi. Scrivi dei titoli sul tuo poster per aiutare le persone ad individuare i punti più importanti. Scrivi brevi note, liste, didascalie o titoli per spiegare le figure e i diagrammi. Aggiungi frecce, riquadri o disegni per spiegare cosa vuoi dire o per evidenziare concetti importanti. Non disegnare sulle carte Non scrivere tutte le informazioni delle carte sul poster. La gente ha bisogno di capire velocemente di cosa tratta il tuo poster.

8 Le cellule staminali embrionali derivano dalla blastocisti Da dove vengono What is a stem cell? le cellule staminali? Yorgos Nikas/Wellcome Images Crescere cellule in laboratorio Da dove vengono le cellule staminali? Wellcome library, London

9 Le cellule staminali embrionali derivano dalla blastocisti Da dove vengono le cellule staminali? Una blastocisti umana sulla punta di una spina. I colori sono stati aggiunti per aiutarti a vedere l immagine con chiarezza. Una blastocisti è un embrione ad uno stadio di sviluppo molto precoce. La blastocisti nella figura è di 5 giorni. Una blastocisti è composta da circa cellule.le cellule staminali embrionali possono essere cresciute a partire da cellule prese dalla blastocisti. Cellule staminali embrionali e la legge Nel Regno Unito, è permesso utilizzare a scopo di ricerca embrioni che siamo massimo di 14 giorni. Circa al quattordicesimo giorno, un embrione comincia a sviluppare il sistema nervoso. Crescere cellule in laboratorio Una flask contenente cellule staminali embrionali umane. Da dove vengono le cellule staminali? Quando gli scienziati crescono cellule in laboratorio, noi chiamiamo questo processo colture cellulari. Cellule staminali embrionali in laboratorio Gli scienziati possono ottenere solo poche cellule staminali embrionali da una blastocisti. In laboratorio crescono le cellule e ne aumentano il numero usando tecniche di colture cellulari. Le cellule da una blastocisti sono messe in una flask con i nutrienti di cui hanno bisogno per sopravvivere. Le cellule si dividono e si moltiplicano. I nutrienti nella flask e la temperatura devono essere ben controllati: per mantenere le cellule vive per assicurarsi che rimangano cellule staminali e non diventino cellule specializzate.

10 Embrioni derivati dalla FIV usati nella ricerca Da dove vengono le cellule staminali? Spike Walker/ Wellcome Images

11 Embrioni derivati dalla FIV usati nella ricerca Ovulo e sperma umani. Questa immagine è stata presa durante una trattamento di FIV. Da dove vengono le cellule staminali? Cos è la FIV? FIV signifa fertilizzazione in vitro. É una tecnica usata per aiutare alcune persone ad avere figli. Le cellule uovo sono prese dalla madre e le cellule dello sperma dal padre. Lo sperma e gli ovuli sono messi insieme in laboratorio per generare diversi embrioni. In laboratorio è scelto un embrione sano e poi è impiantato nell utero materno. Gli embrioni generati dalla FIV possono essere usati a scopo di ricerca Dopo che una coppia usufruisce di un trattamento FIV, può decidere cosa fare degli embrioni non utilizzati. Gli embrioni possono essere congelati e conservati, o possono essere donati alla ricerca.

12 Tuo compito Guarda le carte che ti sono state date e leggi le informazioni sul retro delle foto. Prepara un poster per spiegare le informazioni più importanti agli altri studenti della tua classe.il tuo poster DEVE rispondere a tutte le domande che trovi di seguito Domande 1. Dove si trovano le cellule staminali embrionali? (Suggerimento: Pensa ai diversi stadi dello sviluppo umano) 2. Gli scienziati da dove ottengono le cellule staminali embrionali da usare a scopo di ricerca? (Suggerimento: Cos è la FIV? Spiegalo nella tua risposta) 3. Gli scienziati come crescono le cellule da usare a scopo di ricerca? Suggerimenti Attacca le foto e i diagrammi sul tuo poster. Non devi usarli tutti se non vuoi. Scrivi dei titoli sul tuo poster per aiutare le persone ad individuare i punti più importanti. Scrivi brevi note, liste, didascalie o titoli per spiegare le figure e i diagrammi. Aggiungi frecce, riquadri o disegni per spiegare cosa vuoi dire o per evidenziare concetti importanti. Non disegnare sulle carte Non scrivere tutte le informazioni delle carte sul poster. La gente ha bisogno di capire velocemente di cosa tratta il tuo poster. Da dove vengono le cellule staminali? Sviluppo umano Da dove vengono le cellule staminali? le cellule si dividono durante lo sviluppo Fecondazione: Sperma + ovulo Massa di 8 cellule Blastocisti: cellule Bimbo Le cellule staminali derivano dalla blastocisti

13 Capire le malattie Perché interessarsi alle cellule staminali? Testare farmaci Perché interessarsi alle cellule staminali? Julie Reza / Wellcome library

14 Testare farmaci Medicine. Perché interessarsi alle cellule staminali? Capire le malattie Uno scienziato che usa il microscopio. Perché Why interessarsi bother with alle cellule stem staminali? cells? Le cellule staminali potrebbero essere usate per testare nuovi farmaci in laboratorio. Gli scienziati potrebbero: 1. Usare le cellule staminali per crescere in laboratorio molte cellule specializzate, ad esempio del cervello, del fegato o del sangue. 2. Prendere un nuovo farmaco che vogliono testare e aggiungerlo, in laboratorio, in differenti tipi cellulari. 3. Analizzare con attenzione le conseguenze dei farmaci nelle cellule. Questo potrebbe aiutare a capire cosa i farmaci potrebbero fare nei pazienti. Questo tipo di analisi potrebbe aiutare a ridurre il bisogno di fare test sugli animali. Spesso è difficile trovare le cellule che sono danneggiate nella malattia potrebbero essere in una parte interna del corpo del paziente. Invece, gli scienziati potrebbero usare le cellule staminali per studiare come si sviluppano le malattie: 1. Prendere cellule staminali da un paziente con una particolare malattia. Queste cellule staminali hanno i geni che causano la malattia? 2. Usare le cellule staminali per crescere cellule simili a quelle malate nel paziente. Ad esempio, crescere i tipi di cellule del cervello danneggiate in un paziente con una particolare malattia neurologica. 3. Studiare come le cellule crescono e si comportano. Provare a trovare il motivo per cui non funzionano.

15 Cellule staminali nella cura Perché interessarsi alle cellule staminali? Anne Weston / Wellcome Images Nuove cure per le malattie Perché interessarsi allecellule staminali? Wellcome library, London

16 Cellule staminali nella cura Cellule della pelle di un paziente ustionato. Perché interessarsi alle cellule staminali? Le cellule staminali sono già usate per la cura di pazienti. Ad esempio, le cellule staminali sono usate per effettuare trapianti di pelle in persone ustionate. I pazienti che hanno perso la maggior parte della loro pelle morirebbero senza un trapianto. I dottori possono salvarli usando le cellule staminali. Cosa fanno è: 1. Prendere alcune cellule staminali da una parte non ustionata del corpo del paziente. 2. Usare le cellule staminali per crescere nuova pelle in laboratorio. 3. Trapiantare la nuova pelle nel paziente. La pelle non è rigettata dal corpo del paziente perchè è generata a partire da cellule del paziente stesso. La nuova pelle non è perfetta: non possono crecere peli e ghiandole sudoripare. Gli scienziati ora stanno provando a risolvere questi problemi. Nuove cure per le malattie Perché interessarsi alle cellule staminali? Un paziente diabetico che si inietta insulina. Gli scienziati stanno provando a trovare un modo per controllare le cellule staminali. Vogliono usare le cellule staminali per generare qualunque tipo cellulare di cui abbiamo bisogno. Sperano di curare malattie ancora senza cura. Ad esempio: Diabete crescere nuove cellule capaci di produrre insulina per il pancreas dei pazienti Malattia di Parkinson o di Alzheimer crescere cellule per rimpiazzare cellule danneggiate nel cervello. Malattie epatiche crescere cellule per creare una macchina artificiale epatica che potrebbe lavorare al posto del fegato del paziente finchè questo non guarisce. E magari molte altre! In future le cellule staminali potrebbero addirittura essere usate per crescere nuovi organi per pazienti che hanno bisogno di un trapianto. Questo sara davvero difficile da ottenere. Organi come il cuore, il fegato o i polmoni hanno complicate strutture tridimensionali e contengono molti tipi di cellule diverse.

17 Come potrebbero essere usate le cellule staminali Perché interessarsi alle cellule staminali? Testare Farmaci Studiare le malattie Crescere cellule staminali Generare i tipi cellulari di cui hai bisogno Trattare i pazienti Tuo compito Guarda le carte che ti sono state date e leggi le informazioni sul retro delle foto. Prepara un poster per spiegare le informazioni più importanti agli altri studenti della tua classe.il tuo poster DEVE rispondere a tutte le domande che trovi di seguito. Domande 1. Come sono usate le cellule staminali per curare i pazienti attualmente? 2. Come potrebbe essere usate le cellule staminali per curare pazienti in futuro? 3. In che altro modo si potrebbero usare le cellule staminali? (Suggerimento: Trova due modi descritti nelle carte. Puoi aggiungere, se desideri, altre idee) Perché interessarsi alle cellule staminali? Suggerimenti Attacca le foto e i diagrammi sul tuo poster. Non devi usarli tutti se non vuoi. Scrivi le linee guida sul tuo poster per aiutare le persone ad individuare i punti più importanti. Scrivi brevi note, liste, didascalie o titoli per spiegare le figure e i diagrammi. Aggiungu frecce, riquadri o disegni per spiegare cosa vuoi dire o per evidenziare concetti importanti. Non disegnare sulle carte Non scrivere tutte le informazioni delle carte sul poster. La gente ha bisogno di capire velocemente di cosa tratta il tuo poster. poster is about.

18 Riprogrammare cellule Generare cellule staminali Cellule ips in medicina Generare cellule staminali Paul Griggs / Wellcome Images Adrian Wressell / Wellcome Images

19 Cellule ips in medicina Generare cellule staminali Riprogrammare cellule Generare cellule staminali Un chirurgo che opera. Chip in silicone. Gli scienziati sperano che un giorno le cellule ips possano aiutare a curare malattie come il diabete, il Parkinson, patologie muscolari o cardiache. Gli scienziati sperano di: 1. Prendere cellule adulte della pelle dai pazienti. 2. Generare ips da cellule della pelle. 3. Usare le cellule ips per crescere nuove cellule sane per rimpiazzare quelle danneggiate nei pazienti, ad esempio del cervello, cuore, muscoli o quelle che producono insulina. 4. Trapiantare le nuove cellule nei pazienti. Queste cellule essendo generate da cellule della pelle del paziente stesso, non dovrebbero essere rigettate. C è ancora molta strada da fare prima di poter fare tutto questo, me le cellule ips sono una scoperta eccitante. Generare cellule staminali pluripotenti indotte (ips) è come tornare indietro nel tempo. Gli scienziati trasformano cellule adulte della pelle in cellule che si trovano negli stadi inziali dell embrione le cellule staminali embrionali. Gli scienziati come generano le cellule ips? Per generare le cellule ips, gli scienziati inseriscono geni definiti in cellule adulte delle pelle. I geni danno istruzioni alle cellule. I nuovi geni dicono alle cellule ips di comportarsi come cellule staminali embrionali. Riprogrammazione genetica Generare cellule ips è un pò come cambiare le istruzioni in un programma di un computer. Le nuove istruzioni permettono al computer di svolgere nuovi compiti. I nuovi geni fanno comportare le cellule ips come le cellule staminali embrionali. Quindi, gli scienziati affermano di aver riprogrammato le cellule adulte della pelle a cellule staminali embrionali. Il processo usato per generare cellule ips è chiamato riprogrammazione genetica.

20 Non abbiamo più bisogno di embrioni? Generare cellule staminali Tuo compito Generare cellule staminali Guarda le carte che ti sono state date e leggi le informazioni sul retro delle foto. Prepara un poster per spiegare le informazioni più importanti agli altri studenti della tua classe.il tuo poster DEVE rispondere a tutte le domande che trovi di seguito. Domande 1. Cos è una cellula ips? (Suggerimento: Spiega come sono generate le cellule ips e cosa possono fare. A che altro tipo di cellula staminale assomigliano? ) 2. Come potrebbero essere usate le ips? 3. Abbiamo ancora bisogno di embrioni da usare a scopo di ricerca? (Suggerimneto: Spiega se gli scienziati possono imparare qualcosa dallo studio degli embrioni e poi aggiungi, se desideri, la tua opinione a riguardo.) Suggerimenti Attacca le foto e i diagrammi sul tuo poster. Non devi usarli tutti se non vuoi. Scrivi le linee guida sul tuo poster per aiutare le persone ad individuare i punti più importanti. Scrivi brevi note, liste, didascalie o titoli per spiegare le figure e i diagrammi. Aggiungi frecce, riquadri o disegni per spiegare cosa vuoi dire o per evidenziare concetti importanti. Non disegnare sulle carte Non scrivere tutte le informazioni delle carte sul poster. La gente ha bisogno di capire velocemente di cosa tratta il tuo poster. Jenny Nichols / Wellcome Images

21 Non abbiamo più bisogno di embrioni? Una blastocisti umana (un embrione ad uno stadio molto precoce). Generare cellule staminali Nel 2007, gli scienziati hanno scoperto un modo per generare cellule staminali in laboratorio. Prendono cellule umane della pelle e le convertono in cellule staminali. Le nuove cellule staminali sono chiamate cellule staminali pluripotenti indotte (cellule ips). Sono come le cellule staminali embrionali e possono dare origine a tutti i tipi cellulari dell organismo. Abbiamo ancora bisogno di embrioni da utilizzare a scopo di ricerca? Alcune persone pensano sia sbagliato usare embrioni a scopo di ricerca. Gli scienziati non hanno bisogno di embrioni per generare cellule ips. Ma non avrebbero mai scoperto le cellule ips se non avessero studiato per prime le cellule staminali embrionali. Le cellule ips sono una recente scoperta. Gli scienziati hanno ancora bisogno di studiare le cellule staminali embrionali per: capire le cellule ips capire come un ovulo fertilizzato possa dare origine ad un individuo.

22 Trasformare cellule della pelle in cellule staminali Generare cellule staminali Riprogrammazione Differenziamento Cellule della pelle da una persona Cellula ips: cellule staminali pluripotenti indotte Tutti i tipi di cellule Nell organismo Cosa significa pluripotente? Generare cellule staminali Gli scienziati usano parole specifiche per descrivere cosa possono fare le cellule staminali. Multipotente Multi = piu di uno Potente = che ha la capacita Pluripotente Pluri = molti Potent = che ha la capacita Le cellule staminali Multipotenti hanna la capacita di generare molti tipi diversi di cellule specializzate. Le cellule staminali Pluripotenti hanno la capacita di generare TUTTI i tipi di cellule specializzate del corpo. Le cellule staminali adulte sono multipotenti Le cellule embrionali sono pluripotenti.