CELLULE STAMINALI e DIFFERENZIAMENTO CELLULARE -Istologia Lezione 3

Ciao a tutti e benvenuti su About Biology. All'interno di questo video introdurremo l'istologia e la differenziazione delle cellule nei vari tipi di tessuto.

L'istologia è una disciplina che studia le strutture microscopiche di tessuti e organi.

Come abbiamo imparato nella playlist di citologia, che, se non hai visto, ti consiglio di recuperare, ogni cellula ha un nucleo, un apparato di Golgi, dei mitocondri, ribosomi e molte altre strutture e, a parte qualche piccola eccezione, le cellule in un organismo non sono isolate, ma si associano a formare dei tessuti, che a loro volta si associano a formare degli organi.

Tra un tessuto e l'altro, le cellule cambiano notevolmente sia in termini di morfologia che di funzione, una cellula epiteliale è infatti diversa da una nervosa, che sarà diversa da una muscolare e così via.

Le cellule, quindi, di base, hanno delle caratteristiche comuni, ma assumono e si specializzano a svolgere delle funzioni diverse e morfologie diverse nei vari tessuti.

I tessuti possono essere, quindi, organizzati in quattro categorie: il tessuto epiteliale, il tessuto muscolare, il tessuto nervoso e il tessuto connettivo, quest'ultimo, a sua volta, comprende il tessuto connettivo propriamente detto, il tessuto osseo, tessuto cartilagineo, sangue e tessuto adiposo.

Il tessuto epiteliale riveste superfici e cavità corporee e, inoltre, forma le ghiandole.

Abbiamo poi il tessuto muscolare che, vedremo, sarà costituito da delle cellule contrattili ed è responsabile del movimento.

Abbiamo poi il tessuto nervoso che riceve, trasmette e integra le informazioni provenienti dall'interno e dall'esterno del corpo.

E, infine, abbiamo il tessuto connettivo che va a sostenere l'organismo dal punto di vista funzionale e strutturale.

All'interno di questi tessuti, le cellule hanno delle caratteristiche diverse. Se osserviamo lo sviluppo di un organismo, vediamo che da una cellula si hanno una serie di divisioni, dopodiché si forma l'individuo adulto.

Ma come è possibile che le cellule arrivino a differenziarsi così tanto, pur avendo lo stesso patrimonio genetico?

Sappiamo che, per esempio, le cellule muscolari e le cellule nervose del mio organismo, pur essendo diverse, hanno gli stessi geni.

Com'è, quindi, che cellule che hanno gli stessi geni vanno a differenziarsi e possono avere caratteristiche così diverse? Vi porto un altro esempio: in una cellula del sistema nervoso verranno accesi, quindi, alcuni geni del sistema nervoso e spenti altri geni, eccetto gli housekeeping, che rimangono sempre accesi, perché servono per delle funzioni di base della cellula.

Ma di questi geni tratteremo in un prossimo video.

Di conseguenza, le cellule esprimeranno un proteoma diverso, motivo della differente regolazione genica.

Nello sviluppo di un embrione, la costituzione dei tre foglietti embrionali è importante, perché sarà da qui che si origineranno tutti i vari tipi di tessuti.

Dall'ectoderma si svilupperà il tessuto nervoso, dal mesoderma il tessuto muscolare e così via.

Per derivazione embrionale si fa riferimento a questi tre strati di cellule in cui si organizza l'embrione subito dopo l'impianto nell'utero e l'organizzazione della massa cellulare interna, che avviene grazie alla migrazione di alcune cellule tra lo strato superiore e quello inferiore a formare il mesoderma.

Le cellule che costituiscono un tessuto stanno in un equilibrio detto omeostatico tra di loro, al fine di mantenere la struttura del tessuto e il funzionamento dell'organo.

Se alcune cellule, però, con il tempo subiscono usura, invecchiamento o processi patologici, allora verranno eliminate e fatte morire in modo biologico tramite l'apoptosi.

Tuttavia, se non ci fosse un meccanismo di compensazione, il tessuto andrebbe a sparire e, quindi, le cellule eliminate vengono, appunto, sostituite grazie alla presenza di altre cellule, che sono le cellule staminali.

Per quanto riguarda il processo di apoptosi, lo abbiamo trattato in un video specifico, che vi consiglio di andare a vedere.

E di cui vi lascio il link qua sotto in descrizione e da qualche parte in alto a destra.

Riprendiamo subito.

Le cellule staminali sono delle cellule che non sono differenziate.

Possono proliferare e sostituire le varie cellule che verranno eliminate.

Le cellule staminali hanno quattro caratteristiche importanti.

Per prima cosa, sono cellule indifferenziate.

Hanno, quindi, la caratteristica di poter proliferare in maniera indefinita.

Come seconda cosa, sono self-renewal, ovvero possono auto-rinnovarsi e auto-riprodursi indefinitamente.

E costituiscono una riserva fondamentale per le cellule che vengono eliminate.

Le cellule staminali possono poi dar luogo a molti tipi cellulari diversi.

Ma questo dipende dalla tipologia e dalla potenza della cellula staminale.

Infine, sono le uniche cellule capaci di dividersi asimmetricamente.

Queste, grazie a delle divisioni asimmetriche, possono dividersi dando origine a una cellula staminale e una cellula che si specializzerà e si differenzierà per sostituire quella eliminata.

Quest'ultimo punto è molto importante, perché se la cellula staminale originasse due cellule specializzate, pian piano il pool delle cellule staminali si esaurirebbe.

Tutto ciò è importantissimo, come ho detto, perché grazie a questo si riesce a mantenere il pool di cellule staminali e le cellule staminali, in particolari contesti, possono arrivare anche a dividersi per moltiplicarsi.

Fino a poco tempo fa, pensavamo che il sistema nervoso fosse costituito da delle cellule perenni.

Ora sappiamo, invece, dell'esistenza di un piccolo pool di cellule staminali con delle capacità ridotte rispetto a quello di altri tessuti.

Quindi, abbiamo capito che le cellule staminali hanno la caratteristica di poter dar origine a cellule di tipo diverso.

E questo dipende molto dalla loro potenza, ovvero la misura di quanti tipi di cellule una cellula staminale può generare.

In base a questo, le cellule staminali si dividono in:

Cellule staminali totipotenti, che possono dar origine a qualunque tipo di cellula di ogni tessuto.

Ci sono poi le cellule pluripotenti, che possono generare qualunque tipo cellulare, escluse le cellule degli annessi embrionali e sono quelle della massa cellulare interna.

Riuscire ad ottenere delle cellule differenziate di vari tessuti può essere utile per curare determinate patologie.

Le cellule staminali possono essere anche multipotenti e danno luogo soltanto a cellule di alcune categorie, tipicamente correlate tra loro.

Per esempio, le cellule staminali mesenchimali danno origine a connettivo, cartilagine, osso, sistema circolatorio o linfatico.

Oppure quelle ematopoietiche, per esempio, danno luogo alle cellule del sangue.

Ci sono poi le cellule staminali oligopotenti, che possono differenziare in pochi tipi di cellule correlate tra loro.

E, infine, le cellule staminali unipotenti, come quelle dell'intestino e della pelle.

Che possono dar origine soltanto a cellule di quel tipo di tessuto.

Man mano che si va avanti nello sviluppo dell'individuo, le cellule iniziano a differenziarsi sempre di più.

E, all'inizio, abbiamo delle cellule con un'elevata potenza, poi, nel corso dello sviluppo, si riduce la capacità staminale delle cellule nell'organismo.

Tutto questo fino allo stadio di organismo adulto, in cui le cellule staminali sono molto ridotte.

Negli ultimi anni si sente spesso parlare di cellule staminali.

In laboratorio, i ricercatori cercano di prendere le cellule di un tessuto e sdifferenziarle.

Ovvero, far in modo che l'attivazione genica si porti a quella delle cellule staminali totipotenti.

Le cellule studiate vengono, quindi, dette Induced Pluripotent Stem Cells, con la sigla iPSC.

Teoricamente, le cellule staminali si possono ottenere da tutti i tipi di cellule.

In laboratorio si parte da delle cellule differenziate dell'individuo adulto, si prova ad eliminare i blocchi della regolazione genica.

Per riportarle allo stadio di cellule staminali totipotenti e poi utilizzarle per diverso scopo.

Il modo più semplice è ottenere delle cellule della cute per metterle in cultura, trattarle, riprogrammarle e ottenere le iPSC.

Ovviamente, lavorare su cellule adulte è molto più semplice ed eticamente corretto rispetto a lavorare su cellule staminali embrionali.

Con questo abbiamo concluso la parte relativa al differenziamento cellulare.

All'interno dei prossimi video analizzeremo nel dettaglio i vari tipi di tessuto.

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Con questo è tutto.

Grazie per l'attenzione e a presto.