21 Ottobre 2011,Napoli

1. 21 Ottobre 2011,Napoli Le cellule Stromali Mesenchimali

2. Le Cellule Staminali Le cellule staminali (stemcells, SC) sono cellule non specializzate a uno stadio precoce di sviluppo. Hanno la caratteristica di riprodursi a lungo senza differenziarsi (auto-rinnovamento) e di dare origine a cellule progenitrici dalle quali derivano linee cellulari differenziate (muscolari, ematiche, nervose, ecc...). Possono dividersi e differenziarsi in un largo numero di tipi cellulari che producono i tessuti e gli organi del corpo.

4. Proprietàdelle Cellule Staminali • Capacità di riprodursi all’infinito • Abilità a specializzarsi in diversi tipi cellulari

5. Autorinnovamento e differenziamento Divisione simmetrica Divisione asimmetrica Differenziamento delle cellule progenitrici

6. Potenziale

7. Principali tipi di staminali • Embrionali • Fetali • Placentali o cordonali • Adulte

8. Origine

9. Probleminell’uso di cellule staminali non adulte • Difficoltà nel controllare la differenziazione in vitro • Uso omologo: possibilità di risposta immunologica • Cancerogenicità • Problemi etici

10. Cellule staminaliadulte o somatiche • Ematopoietiche • Stromali o Mesenchimali • Neurali • Muscolari • Pancreatiche • Epatiche • Epiteliali

11. Midolloosseo: principalefonte di MSC

12. Cartad’Identitàdelle MSC

13. Funzionidelle MSC Supporto all’ematopoiesi Attrazione di cellule ematopoietiche circolanti (homing) Immunosoppressione Capacità di differenziare in cellule tessuto-specifiche (rigenerazione tissutale) Angiogenesi- Vasculogenesi

14. Teoria della plasticità • Fattori tissutali locali (citochine, fattori di crescita) possono “riprogrammare” la cellula staminale

15. Alexander JakovlevichFriedenstein (1924-1997) Friedenstein, 1966 J EMBRYOL EXP MORPH

16. …origine Ossotrabecolare (Osyczka, 2002 Ann NY AcadSci) Periostio (Nakahara 1991, J Othop Res) Grasso sottocutaneo (Zuk, 2001 Tissue Eng) Grasso viscerale (Tholpady, 2003 Anat Rec) Grasso intrapatellare(Whickham, 2003, Clin. Orthop &R.R.) Periciti (Brighton, 1992 ClinOrthop) Sangue (Zvaifler, 2000 Arthritis Res) Derma (Toma, 2001Nat Cell Biol; Young, 2001, Rec) Muscolo (Lu, 2003 BBRC) Membranasinoviale (De Bari, 2001 Arthritis Rehum) Pancreas fetale (Hu, 2003 J lab Clin Med) Polpadeidenti (Gronthos, 2000 PNAS) Denti da latte (Miura 2003 PNAS) LegamentiPeridontali (Trubiani 2005; Int J of Immunopat & Pharm)

17. Fat Muscle Tendon Bone Cartilage Jaiswal (J CELL BIOCHEM 1997) Pittenger (SCIENCE 1999) Ferrari (SCIENCE 1998) Yoo (JBJS 1998) Pancreatic β-cells Renal epithelial cells (Kale, JCI 2003) (Ianus, JCI 2003) Endothelium Liver Neurons ? Cardio m. ? (Reyes JCI 2002) Makino (JCI 1999) Azizi (PNAS 1999) Sancez-Ramos (EXP NEUROL 2000) (Schwartz, JCI 2002) (Badiavas ARCH DERMATOL 2003) La potenzialità

18. Applicazioniterapeutichedelle ASCs • Feritedifficili /Ustionati • PVD • Infartomiocardico • tumore • Artrite • Parkinson • Alzheimer • Diabete • Disfunzioniematiche • Lesioni del midollo • RigenerazioneTissutale

19. VILLI CORIALI EMBRIONE LIQUIDO AMNIOTICO CORDONE OMBELICALE FONTI DI cellule MSC FETO TESSUTO ADIPOSO SANGUE PERIFERICO MIDOLLO OSSEO

20. FONTI DI cellule MSC ADI MSC PBMMP

21. Obbiettivi 1. Accelerareiprocessiriparativi. 2. Intervenire dove gliattualiapprocciterapeutici non sonosoddisfacenti

23. 70% dellaserieleucocitaria 19% dellaserieeritroide Circa 1:18.000 SSC Su 64.000.000 di cellule nulceate 3555 SSC Muschler GF: J Orthop Res. 2001 Jan;19(1):117-25

24. 1. Impiantareilmidollointero 2. Impiantare le cellule mononucleate isolate 3. Impiantare una popolazione delle cellule isolate 4. Impiantare le cellule dopo espansione

25. Il sogno… Prelievo impianto Isolamento Assemblaggio Espansione Fattori di crescita

26. EU IT COMPLY IN ACCORDANCE Good Manufacture Practice La normativa

27. Chimici Biologici

28. 1. Impiantareilmidollointero 2. Impiantare le cellule mononucleate isolate 3. Impiantareunapopolazione di cellule isolate 4. Impiantare le cellule dopoespansione

29. -Midollo • Due tipi di cellule: • Emapoietiche • Popolazioneestesa • Formanolineesangue • Non formanoosso? • Mesenchimali • Popolazionelimitata • Formano cellule osteoprogenitrici • Formanoosso,tendine, • cartilagine,muscolo,grasso Mesenchimali Emapoietiche

30. Concentrazione di cellule Mesenchimali Stromali

31. Attaccoluer Manico ergonomico 5”, 12 gauge Tacche di profondità Aghi per aspiratomidollare Disegno a un foro Disegno a tre fori

32. Aspiration to obtainosteoblast progenitor cells from human bone marrow: the influence of aspiration volumeG. Muschler, C. Bohem, K. Easley.J Bone Joint Surg (Am), 1997;79-A;1699-1709

33. Il prelievo midollo osseo dalla cresta iliaca anteriore o posteriore Limitare il volume di aspirato a 2-4 ml per prelievo L’ago a 3 e a 5 fori permettono di aumentare il volume di prelievo con un cospicuo risparmio di tempo senza inficiare la qualità dell’aspirato

34. Parametri che influenzano la cellularità Muschler GF, Nitto H, Boehm C, Easley K. Age- and gender-related changes in the cellularity of human bone marrow and the prevalence of osteoblastic progenitors. J OrthopRes. 2001 Jan;19(1):117-25

36. Ruolo dei monociti/macrofagi nella vasculogenesi • Creano lo spazio tissutale attraverso la degradazione locale della matrice extracellulare • Facilitano la penetrazione dei progenitori formano tunnel (co-migrazione) • Coadiuvano la trasformazione delle colonne cellulari in strutture tessutali complesse (vasi)