clonazione
Per Clonazione si intende la produzione di embrioni, geneticamente
identici,ottenuti mediante replicazione non sessuata di un unico altro
essere vivente, a qualsiasi stadio del suo sviluppo e della sua vita, a
partire dallo zigote (cellula uovo fecondata, prima di iniziare il processo di
segmentazione) o dopo la sua morte.
Con la Clonazione ,quindi non ci si limita a manipolare il patrimonio
genetico di un individuo, inserendo o inattivando uno o più geni, ma si
crea un altro individuo,uguale al precedente, attraverso una sorta di
riproduzione asessuata.
La parola "clone" deriva dal greco “klon”, che significa germoglio o
ramoscello.
La clonazione è resa possibile dalla capacità che ha il citoplasma
dell’oocita ricevente il nucleo (enucleato in precedenza) di ,in un certo
senso, “resettare” il programma del nucleo stesso che in origine
apparteneva ad una cellula differenziata
………………….verso la pecora Dolly
·
1981 Peter Hoppe , e Karl Illmense , ottennero topi in seguito al trasferimento di
nuclei di cellule embrionali allo stadio di blastocisti in oociti enucleati
·
1982 Il primo animale transgenico:annuncio della nascita di un topo "dopato"
dall'interno. Nel suo patrimonio genetico è stato inserito un gene per la produzione
dell‘ ormone della crescita, grazie al quale l'animale poteva crescere molto più del
normale.
·
1984 Steen Willadsen in Inghilterra, ottenne cinque pecore tutte uguali
suddividendo un unico embrione: è una tecnica che si definisce embryo splitting e
riproduce quello che si verifica in natura con la nascita di gemelli identici
·
1986 , Willadsen annunciava di aver clonato alcune pecore trasferendo nuclei di
embrioni preimpianto in oociti enucleati
1987 , Neil Frist ottenne nel suo laboratorio alcuni vitelli a partire da cellule
embrionali preimpianto e più tardi da cellule del nodo embrionale della blastocisti
·
1988 pecore produttrici, tramite il loro latte, di un enzima umano, l'alfa 1
antitripsina e del fattore IX, e le capre di Boston, fabbriche viventi del tPA, l'inibitore
tessutale del plasminogeno.
·
Nel 1994 nacquero quattro vitellini clonati da un embrione inavvertitamente
ibernato.
1966 John Gurdon , dell’Università di
Oxford in Inghilterra , pubblicò un
lavoro straordinario in cui dimostrava di
aver ottenuto lo sviluppo di un
embrione , generato dal trasferimento
del nucleo di una cellula differenziata
prelevata dall’ intestino di un girino di
Xenopus laevis in un oocita enucleato ,
fino al completamento dello stadio
larvale.
Gurdon aveva dimostrato che i nuclei di
cellule somatiche differenziate ,
trasferiti nel citoplasma di una cellula
uovo enucleata , sono in grado di
modificare il loro programma genetico
fino ad assumerne uno nuovo , di tipo
embrionale , e quindi sono capaci di
iniziare e proseguire lo sviluppo larvale.
DOLLY
1997 Ian Wilmut , nascita di un agnello
a partire da un oocita enucleato nel quale
era stato trasferito il nucleo di una cellula
somatica (cellule disgregate della
ghiandola mammaria) di pecora adulta
In questo esperimento furono trasferite
277 cellule somatiche in altrettanti oociti
. Di questi oociti , 29 ( il 10.5 % )si
svilupparono fino allo stadio di morula /
blastocisti e vennero poi trasferiti nell’
utero di 13 femmine . Di queste 29
blastocisti solo una completò lo sviluppo
fino alla nascita di un agnello , la
famosissima Dolly .
1997 clonazione di due scimmie da un embrione
singolo
1998 Yanagimachi, Zuccotti, topi clonati per
trasferimento di nuclei somatici (da cellule del cumulo
ooforo)
1998 James Thompson, isolamento e coltura di cellule
staminali umane: cellule di embrione indifferenziate
capaci di dare origine ai 210 diversi tipi di cellule
dell’organismo adulto
1998 Lee Po Yon (Corea), clonazione umana a metà,
poiché l’embrione si è bloccato allo stadio di 4 cellule
2000 Gerald Shatten, clonazione della scimmia (embryo
splitting)
Clonazione Terapeutica
Alle cellule ricavate con clonazione
non è consentito svilupparsi fino
allo stadio di embrione, ma
vengono utilizzate perché diano
origine a tessuti del corpo umano
.
Viene eliminato il nucleo e inserito quello
di una cellula somatica
……….e le cellule staminali?
Le cellule staminali sono cellule il cui destino non è
ancora "deciso"
Possono originare vari tipi di cellule diverse,
attraverso un processo denominato
"differenziamento".
Il loro destino può essere stabilito “in vitro”
CARATTERISTICHE DELLE
CELLULE STAMINALI
• Cellula non
specializzata capace di
dividersi
indefinitivamente.
• Ciascuna cellula figlia
può rimanere una
cellula staminale o
procedere diventando
differenziata
terminalmente.
Multipotenti
Cellule staminali
cellule
differenziate
Neuronali
NSC
Pluripotenti
Totipotenti
ICM
emopoietiche
HSC
ZYGOTE
BLASTOCYST
Etc ….
ES, cellule staminali
embrionali
EG
EC
PGC
come SPERMATOGONI e
OOGONI
Unipotenti
gameti
CELLULE STAMINALI
EMBRIONALI
• Derivano dalla regione interna
della blastocisti definita Inner Cell
Mass (ICM).
• Cellule indifferenziate dotate di
alta capacità proliferativa in grado
di dare origine a tutti i tipi cellulari
presenti nell’organismo umano.
• Possono essere isolate e
mantenute in coltura per
moltissimi cicli di divisione senza
perdere la pluripotenzialità.
cellule staminali “adulte”
Tessuti nel corpo che si rinnovano
tutti i giorni:
i globuli rossi, i bianchi e le piastrine;
la pelle e gli epiteli si rinnovano di
continuo.
Nel midollo osseo ci sono delle cellule che
si rinnovano continuamente e formano tutti
i giorni gli elementi del sangue ( trapianto
di midollo).
le cellule dell' epidermide: malati con
ustioni
(autotrapianto di epidermide realizzato
coltivando in vitro lembi di epidermide del
paziente)
Tessuti nel corpo che invece una volta formati, non si
rinnovano o si rinnovano pochissimo
I muscoli, il sistema nervoso e il cuore,
I tessuti che si rinnovano molto sono colpiti da
malattie di tipo tumorale, proprio perché le cellule
dividendosi tanto, possono sbagliare i meccanismi di
controllo
Gli altri tessuti come i muscoli, il cuore, il sistema
nervoso, invece sono colpiti da malattie
degenerative, per il fatto che, se qualcosa va storto, e
le cellule del tessuto muoiono, non ci sono
meccanismi semplici di riparo.
In realtà sia nei muscoli
sia nel cervello sia anche nel cuore ci sono delle cellule
staminali adulte, capaci di dividersi e di dare origine a nuove
cellule.
Allora, com'è che ci ammaliamo?
Perché queste cellule sono poche, tendono a diminuire nei
corso della vita, e forse bastano a riparare un piccolo infarto di
cui neppure ci accorgiamo; ma certamente non bastano per
riparare i danni gravi
Noi abbiamo nel nostro
corpo tutte queste cellule e, man mano che invecchiamo, ne
abbiamo sempre di meno; invecchiando, i nostri tessuti si
rinnovano sempre di meno
Dove trovare queste cellule, come
convincerle a fare il tessuto che ci
serve, che vogliamo riparare ?
Sangue placentare
Una fonte di cellule staminali è il sangue,
normalmente eliminato durante il parto,
proveniente dal cordone ombelicale
Le cellule staminali così raccolte potranno
essere utilizzate per curare problemi
sanguigni, come la leucemia e alcuni
disturbi genetici e immunitari.
Sono inoltre compatibili con il neonato nel
caso in cui sviluppi una certa malattia o abbia
bisogno di cellule staminali.
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Il midollo osseo degli adulti
Una fonte di cellule staminali
potrebbe essere il midollo osseo di un
adulto.
Le cellule staminali del midollo osseo
degli adulti producono normalmente
globuli rossi e cellule del sangue
Cellule staminali
embrionali
BLASTOCISTI
stadio che precede
l’impianto nell’utero
LE CELLULE STAMINALI EMBRIONALI SONO TOTIPOTENTI
POSSONO FORMARE MOLTI TIPI CELLULARI
cellule nervose
cellule del sangue
cellule muscolari
CELLULE
STAMINALI
EMBRIONALI
NEURONI CHE
PRODUCONO
DOPAMINA
CELLULE
CARDIACHE
MORBO DI PARKINSON
CELLULE DEL
PANCREAS CHE
PRODUCONO
INSULINA
diabete
INFARTO
SVILUPPO E
ANALISI DELLA
TOSSICITA’ DI
NUOVI FARMACI
STUDIO DELLO
SVILUPPO
EMBRIONALE E
DEL CONTROLLO
DA PARTE DEI
GENI
(2° pagina) definito “germoglio”. Il germoglio viene poi inserito nella gengiva, laddove c’è bisogno del nuovo
dente.
Il tempo necessario, secondo i ricercatori, per far sviluppare completamente il dente negli uomini sarà di circa
due mesi.
Le cellule staminali sono cellule indifferenziate che hanno la potenzialità di potersi sviluppare in altri generi di
cellule nel corpo, e sono sempre più spesso oggetto di attenzione da parte della ricerca, oltre che terreno di
battaglia per le questioni attinenti alla bioetica.
Il college ha anche deciso di costituire un'azienda privata, la Odontis, una start-up di 500.000 sterline
(750.000 euro) il cui business è quello di mettere a punto e distribuire i nuovi denti del futuro.
I test sugli esseri umani potranno cominciare tra circa due anni.
Secondo Paul Sharpe, esperto nel campo dell'odontoiatria rigenerativa, colui che ha sviluppato la tecnica,
non c’è nessuna ragione per cui una tecnica simile non debba essere applicata sugli esseri umani.
Se i test daranno risultati positivi, per tutte le persone che hanno perso i loro denti, che solo in Gran-Bretagna
sono in media 12 a testa dopo i 50 anni, ci sarà una valida alternativa alle protesi, che spesso richiedono
l’impianto di un perno nella mascella, che deve essere dotata di un osso solido, e l’uso di metalli, quasi
sempre tossici, che danneggiano i tessuti circostanti e spesso danno luogo a reazioni allergiche. Un dente
vivo, al contrario, è in grado di preservare la salute dei tessuti circostanti.
Il nuovo metodo produce l’incredibile risultato di generare anche il tessuto osseo necessario per ancorare il
dente alla mascella. Insomma, nulla a che vedere con le barbare pratiche odontoiatriche attuali. Per di più al
posto di trapani e perni, sarà sufficiente una semplice anestesia locale e la procedura sarà molto semplice.
A questo punto si potrebbe pensare che avere dei denti nuovi e “nostri” ci costerà un patrimonio. Niente di
tutto questo. Il costo previsto di un dente vero sarà paragonabile a quello degli attuali impianti “sintetici”:
2.000-3.000 euro.
L’unica nota dolente è l’attesa, ma 5 anni, secondo le previsioni più ottimistiche , per riavere dei denti “vivi” e
di nostra “proprietà” possono essere considerati accettabili se si considerano gli indiscutibili benefici.
Scienziati australiani hanno scoperto che le cellule staminali esistono anche nei
denti e contano di poterle imbrigliare per consentire all'organo dentario di
autoripararsi o addirittura di ricrescere. L'equipe, guidata da biologo Stan
Gronthos, dell'Istituto di scienze mediche dell'universita' di Adelaide, ha
scoperto colonie di cellule staminali nel nucleo di denti umani.
Parlando ad un convegno sulle cellule staminali in corso a Sydney, Gronthos ha
spiegato che l'obiettivo e' prelevare le cellule staminali dentarie e di conservarle
in azoto liquido, pronte ad essere usate per riparare denti danneggiati o malati.
Ha ammesso pero' che c'e' ancora molta strada da fare prima di raggiungere
l'obiettivo.
Il dente, ha aggiunto, ''e' un organo complesso e contiene molti tipi di tessuti.
Percio' saranno necessari molti studi prima di tentare di formare un dente
vivente. Al momento la tecnologia e' nella fase in cui potremo probabilmente
riparare porzioni di un dente''.
In esperimenti precedenti il gruppo guidato da Gronthos ha iniettato cellule
staminali dentarie di bambini nel cervello di topi di laboratorio con l'obiettivo di
riparare nervi danneggiati da ictus o di stimolare le cellule cerebrali ad
assumersi il compito dei nervi danneggiati. In un altro esperimento gli studiosi
hanno impiantato cellule staminali nella bocca di pecore, per vedere se negli
animali ricresceranno denti mancanti.
Secondo Gronthos le cellule staminali dentarie offrono vantaggi rispetto alle
cellule staminali embrionali nella terapia perche', una volta trapiantate,
presentano un rischio inferiore di svilupparsi in modo incontrollato dando
Le cellule staminali nei denti da latte
Altro che la vecchia storia del topolino che portava regali ai bimbi
quando cadeva un dentino: i doni dei denti da latte potrebbero essere
molto più sostanziosi.
Sono le cellule staminali. Le ha trovate Songtao Shi, del National
Institute of Craniofacial Research, una struttura del National Institute of
Health americano. Ed è successo per caso, o quasi. Sua figlia di sei anni,
infatti, gli ha chiesto un giorno di aiutarla a togliere un dentino che
traballava. Al ricercatore è venuto in mente di esaminare con cura la
polpa rimasta attaccata al dente, ed è riuscito in breve ad isolare cellule
staminali viventi ed in buona salute.
Assieme ad i suoi collaboratori Shi ha cominciato a collezionare dentini
da latte caduti dai bambini, scoprendo, come racconta in un articolo
pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of
Sciences, che per ognuno di essi si potevano estrarre e mettere in
coltivazione almeno 20 cellule staminali.
Che nella polpa dei denti adulti ci fossero staminali lo si sapeva già. Ma
queste trovate nei denti da latte si comportano diversamente: sono più
veloci a riprodursi, e questo fa pensare che siano ad uno stadio più
immaturo delle altre.
Il grado di maturazione significa molto: una cellula staminale molto poco
matura è una cellula che può più facilmente formare tessuti diversi,
adatti per riparare organi danneggiati o per sconfiggere alcune malattie
degenerative.
Denti nuovi di zecca
Cosa cambierà nel futuro
Far ricrescere i denti perduti? Un giorno si potrà fare grazie alle cellule staminali, secondo i
ricercatori del King's College di Londra guidati da Paul Sharpe, che hanno appena pubblicato una
ricerca su Journal of Dental Research. Gli esperimenti effettuati sui topi in laboratorio hanno
infatti dato ottimi risultati, anche se l'applicazione di questa tecnica all'essere umano sembra
ancora lontana.
La metodologia seguita consiste nel combinare cellule epiteliali prelevate dalla bocca di embrioni
di topo con cellule staminali estratte dal midollo osseo di animali di sei settimane di vita. Dopo tre
giorni le cellule sono state trapiantate nei reni di altri topi, dove si sono sviluppate in denti
completi. Secondo i ricercatori questi denti potrebbero essere innestati allo stesso modo nella
mascella di un topo adulto e crescere normalmente senza alcuna forma di rigetto.
Ma questa tecnica non è di facile attuazione sull'essere umano. L'estrazione del midollo osseo è
dolorosa e pericolosa. Ancora più problematico è procurarsi cellule epiteliali embrionali: una
possibilità è usarne di non umane, ma questo creerebbe seri rischi di cancro oltre che di rigetto. I
ricercatori, però, si dicono convinti che un giorno si potranno utilizzare per questa procedura
staminali provenienti dall'individuo adulto.