iPSC: Il futuro delle cellule staminali

Immaginate ogni cellula del nostro corpo come ad una potenziale cellula staminale!

Sembra fantascienza,  invece è realtà grazie agli studi di Kazutoshi Takahashi e Shinya Yamanaka, che nel 2006 hanno dimostrato che è possibile riprogrammare una cellula somatica (es. cellula epiteliale) riportandola a uno stadio di staminalità.

Queste cellule riprogrammate, grazie all’inserimento artificiale di 4 geni, furono chiamate iPSC ossia “Cellule Staminali Pluripotenti Indotte”.

Prima di tutto occorre fare un passo indietro e chiederci cosa sia una cellula staminale.

Si tratta di una cellula che ha la capacità di trasformarsi in altre cellule del corpo attraverso un meccanismo chiamato “differenziamento cellulare”.

Le cellule staminali possono essere classificate a seconda della loro capacità nel differenziarsi in altre cellule:

Totipotenti: cellule capaci di differenziarsi in tutte le cellule dell’organismo e anche nei tessuti extraembrionali (es. placenta);

Pluripotenti: cellule che possono differenziarsi in uno qualsiasi dei 3 strati germinativi di cui è composto l’embrione: ectoderma (strato più esterno), il mesoderma (strato intermedio) e l’endoderma (strato più interno).

Le cellule staminali pluripotenti non hanno la capacità di formare un organismo adulto completo o di formare tessuti extraembrionali;

Multipotenti: cellule che hanno la capacità di differenziarsi in un numero limitato di tipi cellulari;

Oligopotenti: cellule in grado di trasformarsi solo in alcuni tipo cellulari;

Unipotenti: cellule con la capacità di differenziarsi in un singolo tipo cellulare;

Nella ricerca si tende ad usare principalmente le cellule pluripotenti per il loro alto grado di differenziazione e la relativa semplicità di reperimento.

Prima dell’avvento delle iPSC, come fonte principale di questo genere di cellule si usavano le ESC (cellule staminali embrionali) ma erano accompagnate da numerose critiche etiche.

Le iPSC sono state in grado di eliminare i problemi etici delle ESC e hanno aperto nuove frontiere nella ricerca.

La terapia cellulare e un’opzione molto valida per la cura di diversi danni e patologie. Le iPSC hanno permesso un grosso passo avanti in tale direzione.

Esse infatti possiedono molte delle caratteristiche delle staminali embrionali e non vanno incontro a problemi di rigetto in un possibile trapianto, dal momento che si usano le stesse cellule del paziente.

Alcuni ricercatori sono riusciti a portare a uno stadio di normalità topi affetti da anemia falciforme grazie al trapianto di cellule ematopoietiche derivate da iPSC.

Purtroppo non tutto è perfetto, alcuni studi hanno dimostrato che le iPSC e le ESC non sono uguali al 100%, e si sta cercando di capire come queste differenze possano influire sulla medicina e sulla ricerca

Attualmente l’utilizzo delle iPSC nella terapia cellulare è limitato da problemi tecnici e conoscenze ancora ridotte

Tutto ciò dimostra come ancora poco sappiamo sul mondo che ci circonda e soprattutto sul funzionamento del nostro stesso corpo, ed è per questo che migliaia di ricercatori lavorano, per trovare delle risposte.

di Alessandro B.

Fonti:

“Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors” , Takahashi K , Yamanaka s. – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16904174

“Cellule iPS e riprogrammazione: trasformare ogni cellula del corpo in una cellula staminale” – https://www.eurostemcell.org/it/cellule-ips-e-riprogrammazione-trasformare-ogni-cellula-del-corpo-una-cellula-staminale

“Cellula Staminale” – https://it.wikipedia.org/wiki/Cellula_staminale#Classificazione_in_base_all’origine

“La rigenerazione tramite cellule iPS” – http://www.irmi.eu/wordpress/medicina-rigenerativa/la-rigenerazione-tramite-cellule-ips/

Meno dolci e più vino: il segreto della giovinezza?


Fa davvero bene mangiare meno?

Nel 2004 quattro uomini e quattro donne si offrirono volontari per il progetto BIOSFERA 2: una struttura chiusa, progettata per contenere un ecosistema complesso e autosufficiente, con una savana, una barriera corallina e una foresta tropicale, per studiare e progettare una futura colonizzazione spaziale.

Accettarono quindi di rimanere chiusi in un sistema senza comunicazioni con l’esterno, senza la possibilità di poter comunicare tra loro e dovendo sopravvivere solo con il cibo in grado di procurarsi da soli.

BIOSFERA2 non ha dato i risultati sperati ed è stato interrotto prima del previsto; ma i dati raccolti sono stati illuminanti per diversi studi. Un altro dato interessante infatti è che, data la scarsità di cibo a disposizione, l’apporto calorico dei volontari si è ridotto quasi subito del 30%, comportando una notevole alterazione nei livelli ormonali e in altri parametri fisiologici dei volontari.


Altro caso

gli studiosi di Aging, ovvero dell’invecchiamento, sono segretamente appassionati di un’isola del Giappone, Okinawa. In quest’isola vive la popolazione umana più longeva del mondo, la maggior parte sono centenari. Gli scienziati collegano questa lunga vita alla loro dieta frugale, ovvero a bassissimo apporto calorico.

Ma cosa unisce questi due casi?

È stato dimostrato da studi su animali che assumere meno calorie aumenta l’aspettativa di vita e abbassa le probabilità di riscontrare malattie e danni all’apparato cardiovascolare.

Prima di tutto la restrizione calorica abbassa i livelli di zucchero e grassi e diminuisce la quantità di cellule adipose responsabili della produzione di fattori umorali, quali le citochine. Queste infatti sarebbero responsabili della liberazione di radicali liberi, causa principale dell’invecchiamento cellulare.

Un’altra ipotesi vede coinvolti anche i glucocorticoidi, gli ormoni dello stress, responsabili del fenomeno dell’invecchiamento. La restrizione calorica infatti, ne ridurrebbe la sintesi.

Ma la teoria che sembra avere più successo è quella dell’hormesis: la restrizione calorica induce un leggero stress che provoca una risposta di sopravvivenza nell’organismo, che si rafforza nei confronti delle avversità mediante cambiamenti metabolici, riuscendo così a contrastare le cause dell’invecchiamento.

Dal punto di vista biologico, l’effetto positivo della restrizione calorica si basa sull’attivazione delle sirtuine, enzimi prodotti dal gene Sir1, che si attivano quando siamo carenti di zuccheri e vanno a stimolare la produzione di insulina e di glucosio con effetti positivi anche su altri processi come l’espressione di geni antitumorali e la produzione di agenti antiossidanti.

Sfruttare questo meccanismo a nostro vantaggio significa trovare delle molecole in grado di mimare la restrizione calorica tanto da attivare il sistema delle sirtuine. Una di queste molecole è il resveratrolo, un polifenolo che si trova nella frutta e nell’uva e, quindi, nel nostro tanto amato vino rosso; gli scienziati credono infatti che le piante producano questa molecola in risposta alla carenza di nutrienti per sopravvivere.

Esperimenti condotti su lieviti e piccoli animali mostrano che l’assunzione di questa molecola aumenta la durata della vita riducendo i livelli di zuccheri, lo stress ossidativo e la morte cellulare. Uno studio condotto sui topi mostra come questa molecola sia protettiva anche contro obesità e diabete. Questo è un punto a favore del vino rosso che ha un alto contenuto di polifenoli e vitamine in grado di reagire con i radicali liberi dell’ossigeno, intrappolarli e diminuire i danni da stress ossidativo.

Prima però di attaccarvi alla bottiglia, è importante ricordare che la quantità di resveratrolo contenuta nel vino è talmente minima che, dato l’alto contenuto di alcool, ci distruggeremmo il fegato prima di poter vedere un qualunque effetto positivo per la nostra giovinezza!

Purtroppo non sono stati ancora condotti abbastanza studi sull’uomo riguardo l’efficacia della restrizione calorica; in primo luogo perché sarebbe difficile testare una restrizione calorica prolungata nel tempo, ed in secondo perché l’invecchiamento è un fenomeno multifattoriale per il quale risulta difficile individuare un’unica causa o un unico meccanismo. Le prime importanti conferme ci arrivano da una serie di studi chiamati CALERIE, in cui sono state testate varie diete con diverso apporto calorico, tramite le quali gli individui sovrappeso sotto restrizione calorica hanno ridotto colesterolo, insulina e altri marker fondamentali associati alla longevità.

Ma attenzione!

Tutti gli studiosi di caloric restriction (cioè restrizione calorica) concordano che la lunghezza della vita non può essere tenuta sotto controllo da un unico fattore come la dieta. Infatti anche la restrizione calorica va compresa e conosciuta perché altrimenti, se seguita in maniera impropria o troppo severa, può avere diversi effetti collaterali: ipotensione (le cui cause non sono completamente chiare), perdita della libido, irregolarità mestruali (a causa dell’eccessiva perdita di grasso corporeo e del declino concomitante degli ormoni steroidei), infertilità femminile, osteoporosi (da bassi livelli di estrogeni), eccessiva sensibilità al freddo e debolezza. Si osserva anche una cicatrizzazione rallentata (a causa della ridotta biosintesi di collagene e minor proliferazione cellulare), e condizioni psicologiche come depressione, ansia e irritabilità. Dunque, uno stile di vita improntato alla restrizione calorica deve essere iniziato con estrema cautela e sotto stretta supervisione medica. In conclusione è stato dimostrato che rinunciare a zuccheri per qualche tempo può quindi farci solo bene e che abbiamo una scusa in più per bere un bicchiere di vino a tavola, ma che sia rosso!

di Irene F.

Fonti:

https://www.nia.nih.gov/health/calorie-restriction-and-fasting-diets-what-do-we-know

https://www.sciencedaily.com/releases/2018/03/180322141008.htm

La Tubercolosi non appartiene al passato

Era il 24 Marzo del 1882 e Robert Koch annunciò alla comunità scientifica la scoperta del batterio responsabile della tubercolosi (TBC) chiamato Mycobacterium Tubercolosis, conosciuto anche come Bacillo di Koch. Fu una scoperta sensazionale che segnò la storia di questa malattia, temuta fin dall’antichità, che raggiunse proporzioni epidemiche nel diciottesimo e diciannovesimo secolo.

Il 24 Marzo di ogni anno si celebra la giornata mondiale della tubercolosi, non solo per ricordare l’importante scoperta di Koch, ma per promuovere la conoscenza di questa malattia che non appartiene al passato! Ancora oggi la tubercolosi è tra le prime dieci cause di morte nel mondo, la principale causa di morte correlata all’antibiotico resistenza e la maggiore causa di morte nei pazienti HIV-positivi.

Agente eziologico (causa): Mycobacterium Tubercolosis (Bacillo di Koch). Ha la forma di bastoncello, è aerobio (ovvero necessita di ossigeno per il proprio metabolismo) e se ne distinguono cinque varietà: umano, bovino, aviario, murino, degli animali a sangue freddo. Le prime due varietà sono patogeniche per l’uomo.

Patogenesi: La tubercolosi è una malattia polmonare, solo in rari casi vi sono delle forme extra-polmonari. Il primo evento chiave dell’infezione tubercolare è l’ingresso di Mycobacterium Tubercolosis nel macrofago alveolare del polmone. Il macrofago è una delle cellule del sistema immunitario. All’interno del macrofago il batterio riesce a sopravvivere e a moltiplicarsi e può anche infettare altri macrofagi.

Successivamente si attiva la risposta immunitaria adattativa (specifica) mediata dai macrofagi stessi e dai linfociti T. I linfociti T producono delle citochine (molecole segnale) che oltre ad attivare i macrofagi, inducono una risposta infiammatoria con reclutamento di cellule che formano un granuloma (un sito di infiammazione). Nel granuloma tubercolare vi è una cavità centrale con liquefazione e necrosi cellulare.

Contagio: Può avvenire per trasmissione aerea da un individuo malato tramite tosse, starnuto o saliva. Una persona infetta può sviluppare la malattia subito, può ammalarsi dopo anni (dato che il batterio della Tubercolosi può rimanere dormiente per anni) o può non sviluppare la malattia.

Sintomi: Tosse, perdita di peso, dolore toracico, febbre e sudorazione. Nel tempo la tosse può essere accompagnata da perdita di sangue nell’espettorato.

Diagnosi:  

1. Test di Mountox: consiste nell’iniezione intradermica (sotto pelle) di un estratto purificato del Mycobacterium Tubercolosis e serve per valutare la reazione locale dell’organismo in caso di avvenuto contatto con il batterio della Tubercolosi.

2. Radiografia toracica: per evidenziare la localizzazione, l’estensione e le lesioni polmonari tubercolari.

3. Strategia Dots (Directly observed therapy): è la strategia  da seguire per una diagnosi precoce della Tubercolosi inserita nelle linee guida internazionali del 1995. Consiste nell’analisi microscopica dell’espettorato (catarro) del paziente e nella successiva terapia monitorata da un operatore.

Terapia: E’ prevista una cura farmacologica con antibiotici in due diverse fasi. Nel caso di resistenza agli antibiotici è necessario passare ai cosiddetti “farmaci di seconda linea” caratterizzati da più effetti collaterali.

Epidemiologia: In Italia e in altri Paesi industrializzati, l’incidenza della Tubercolosi è di 10 casi su 100.000 abitanti rendendola un’area a bassa endemia. Diversa è la situazione nei Paesi dell’Europa dell’est, in Africa, Asia e in America latina dove l’incidenza della Tubercolosi è alta e in qualche caso continua ad aumentare.

E’ importante sottolineare che con una diagnosi precoce e con opportuni interventi terapeutici, dalla tubercolosi si guarisce.

Diverse sono in tal senso le iniziative promosse a livello nazionale e internazionale come la giornata mondiale della tubercolosi, la stesura di linee guida per limitare la malattia e ridurre il contagio. Molto importante è stata la conferenza interministeriale dell’OMS (Organizzazione mondiale della sanità) dello scorso 17 Novembre a Mosca, dove 75 ministri hanno firmato l’impegno di eradicare la tubercolosi entro il 2030.

di Marilisa F.

Fonti:

http://www.epicentro.iss.it/problemi/Tubercolosi/tubercolosi.asp

http://www.salute.gov.it/portale/news/p3_2_1_1_1.jsp?menu=notizie&id=3317

-http://www.who.int/campaigns/tb-day/2018/en/


Credit immagine: Manifesto della campagna di comunicazione per la giornata mondiale della tubercolosi 2018 http://www.who.int/tb/features_archive/world_TB_day_2018_campain/en/

Topi balbuzienti

Riprodotto per la prima volta nel topo da laboratorio il difetto genetico che nell’essere umano è responsabile di molti casi di balbuzie. I topi ingegnerizzati mostrano una disorganizzazione nell’emissione di suoni confrontabile con quella presente negli umani balbuzienti.

Balbu

Nel mondo milioni di persone sono affette da problemi di balbuzie, questo disturbo viene normalmente curato con approcci di tipo psicologico oppure con la logopedia. Ma da vari anni si stanno accumulando le prove che, in alcuni casi, il disturbo è correlato a un gruppo di mutazioni genetiche. Inoltre, varie ricerche hanno dimostrato che, in alcuni individui sordomuti, la presenza di una delle mutazioni caratteristiche della balbuzie porta a una peculiare incapacità di esprimersi chiaramente tramite il linguaggio dei segni; indizio che porta a pensare che nei balbuzienti il problema sia a un livello più fondamentale rispetto al semplice controllo nervoso dell’apparato fonatorio.

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Inquinamento e polveri sottili: come vederci chiaro nella nebbia del dibattito pubblico

Sia che siate lettori attenti all’ attualità oppure semplici cittadini che utilizzano i propri autoveicoli, non vi sarà certamente sfuggita l’attenzione che media, istituzioni e amministrazioni stanno riservando al tema dell’inquinamento urbanistico. Parole come polveri sottili, particolato sospeso o sigle come PM10 sono state ormai del tutto sdoganate dalla loro accezione meramente tecnica e sono diventate di pubblico dominio. Ma a cosa ci si riferisce quando sentiamo questi termini?

Provando a fare un po’ di chiarezza potremmo dire che il fulcro del discorso ruota intorno al concetto di particolato sospeso (In inglese “particular matter”, abbreviato con la sigla “PM”), ossia il complesso insieme delle sostanze finemente suddivise sospese nell’aria. Tra queste, le particelle di derivazione naturale rappresentano la maggioranza del totale e comprendono polvere, terra, sale marino, pollini, microrganismi e ceneri prodotte da incendi o da eruzioni vulcaniche. Quelle di origine artificiale sono invece maggiormente concentrate nelle aree urbane ed annoverano prodotti della combustione interna ai veicoli, prodotti dell’usura del manto stradale, residui delle lavorazioni agricole ed emissioni provenienti dagli impianti di riscaldamento, dai cementifici, dai cantieri e dagli inceneritori.

E’ stato calcolato che ogni giorno vengono emesse globalmente 10 milioni di tonnellate di particolato ma fortunatamente solo alcune di queste particelle contribuiscono sensibilmente all’inquinamento atmosferico, dato che la loro patogenicità è direttamente correlata alle dimensioni. Le particelle più pericolose, dette PM10, hanno un diametro pari o inferiore a 10 millesimi di millimetro, possono rimanere in sospensione per un periodo che va dalle 12 ore ad un mese, sono facilmente inalabili e si depositano soprattutto nei bronchi. Tra queste sono presenti particelle di diametro inferiore ai 2,5 millesimi di millimetro, chiamate PM2,5 o addirittura particelle ancora più fini, dette nanoparticelle, che possono penetrare in profondità nei polmoni fino agli alveoli, le strutture deputate allo scambio di ossigeno e anidride carbonica tra organismo e ambiente.

E’ dunque facilmente intuibile il meccanismo attraverso il quale il particolato più fine riesca a causare danni alla salute. Nonostante i sistemi di difesa di cui è dotato il tratto respiratorio, una parte di questi aggregati riuscirà comunque a stanziarsi in bronchi e bronchioli. Una volta raggiunte queste sedi, le particelle potranno alterare la funzionalità delle membrane cellulari, interferire con la produzione energetica, modificare biomolecole, o innescare una sovraproduzione di radicali liberi in sinergia con il ferro, provocando danni al DNA e facilitando l’insorgenza di tumori. Gli effetti sulla salute umana, che aumentano in relazione alla quantità di sostanze inalate e al tempo di esposizione, possono anche tradursi in problemi cardiaci, asma, difficoltà nel respirare e morte prematura nei soggetti con disfunzioni preesistenti dell’apparato respiratorio. Come proteggersi dunque da questi insidiosi nemici della salute?

Considerando che la concentrazione di particolato nell’aria pulita è di circa 1-1,5 microgrammi/metro cubo e che in generale essa tende a decrescere grazie alle piogge che depositano al suolo le particelle sospese, occorrerebbe tenere spesso sotto controllo i bollettini meteo PM10 delle ARPA regionali. La legislazione europea fissa infatti dei limiti massimi per le concentrazioni consentite di particolato nell’aria, oltre i quali possono insorgere danni per la salute; tali limiti sono 40 microgrammi/metro cubo per le PM10 relativamente alla concentrazione media annuale e 50 microgrammi/metro cubo per le PM10 giornaliere, limite che può essere superato al massimo 35 volte in un anno. Le PM2,5, momentaneamente non contemplate dalla legislazione, non dovrebbero invece superare i 10 microgrammi/metro cubo giornalieri. Conoscendo questi valori, bisognerebbe evitare di fare attività fisica, passeggiare o cambiare l’aria della propria stanza nei momenti della giornata in cui la concentrazione di particolato è più elevata. Nelle aree con le concentrazioni più alte sarebbe anche consigliabile indossare filtri specifici all’aria aperta. [VF]
Fonti:
http://www.nonsoloaria.com/ngia.htm

Hydroxyl radical. Involvement of iron in generation of adverse health effects of PM10 particles: 1996 53: 817-822Occup Environ Med; P S Gilmour, D M Brown, T G Lindsay, et al.

http://www3.epa.gov/

http://ec.europa.eu/italy/index_it.htm

http://www.camera.it/parlam/leggi/deleghe

OMS – Air Quality Guidelines – Second Edition – Particulate matter

ULSS20 Data: 26-10-2004 Redattore: Urp Tipologia: Informazioni Fonte: Dipartimento di Prevenzione Precauzioni sanitarie sull’inquinamento da polveri sospese nella città di Verona, Verona, 25 ottobre 2004