Biologia animale - terapie e metodi di studio

BIOLOGIA ANIMALE

TERAPIA CELLULARE : se ho una cellula con delle problematiche posso recuperare

alcune cellule e trattarle in laboratorio per sopperire il danno che ci è stato. La

terapia cellulare offre molte possibilità ma vi sono anche problematiche di procedura

biologica nei trapianti come ad esempio il RIGETTO : vengono prese alcune cellule

poi rimaneggiate in vitro e poi trapiantate.

TRAPIANTO DI ORGANO : TIPIZZAZIONE, ricerca cioè della compatibilità, si può

presentare un rischio di trasmissione di infezioni.

terapia che controlla il rigetto e che

TERAPIE IMMUNOSOPPRESSIVE :

inizia in corrispondenza del trapianto,dura per tutta la vita. Le

conseguenze di queste terapia, possono determinare un aumento delle

infezioni, soprattutto nei primi mesi dopo il trapianto quando i dosaggi di

questi farmaci sono ancora alti. L’assunzione scrupolosa della terapia è

fondamentale; la mancata assunzione della stessa o l’assunzione in

modo scorretto rischia di far fallire il trapianto. Se questo dovesse

succedere (ad esempio per vomito non controllabile che impedisce

l’assunzione dei farmaci), bisogna contattare il centro trapianti di

riferimento.

Cellule staminali : quando si fanno trapianti, si fanno spesso dei trattamenti con

cellule che non sono dell'individuo; le cellule "estranee" che vengono introdotte

stimolano le cellule dell'individuo stesso,le cellule vengono trattate in vitro (in

laboratorio) e poi viene fatto il trapianto. Terapia cellulare per difetti ossei, quando le

cellule stanno in coltura le cellule devono stare bene. La terapia cellulare mi serve

nei trapianti in certe situazioni per sperare di guarire certi danni.

TERAPIA GENICA : l'obiettivo è cercare di recuperare un difetto genetico. Se io tolgo

il gene e ne metto uno che funziona posso ripristinare una situazione buona. Posso

fornire alla cellula una funzione utile a contrastare il danno della mutazione, modifico

l'espressione normale di una cellula, lo studio è stato pensato per malattie

monogeniche, in cui un solo gene non funziona. Può essere iniettato nel paziente un

vettore portatore del gene, questo può essere tossico, è meglio mettere delle cellule

trattate con nuovo gene ? Ma quale vettore mi serve per inserire il nuovo gene

nell'individuo ? Un virus generalmente, il virus fa paura perché ? Entra nella cellula e

si integra nel DNA della cellula ospite. Tecniche con sperimentazione, sono state

sperimentate più su tumori che su malattie genetiche, queste metodologie hanno

applicazioni limitatissime soprattutto in Italia. Vettore iniettato nel paziente : mettiamo

il vettore nella cellula e poi le cellule crescono nel paziente. Io ho ad esempio un

gene per una proteina che non funziona, si prende un virus (genoma del virus, le

proteine del virus si levano e nello spazio rimanente si mette il gene che a noi

interessa, si inserisce il virus, porta nella cellula il gene che a noi interessa, viene

tolta la parte cattiva del virus; problematiche : quanto è grande il gene che vogliamo

inserire ? Dove va inserito ? In che punto del DNA ? Noi inseriamo un transgene, i

virus da utilizzare sono vari in varie situazioni, il virus è un vettore per questo tipo di

terapia, non tutte le terapie hanno però successo, esistono successi o molte

speranze, si è avuto un problema di sviluppo di neoplasie, il virus si è inserito in un

punto in cui è andato a toccare qualche proteina del ciclo cellulare, i pazienti sono a

rischio di leucemie, alcuni vettori sono utilizzati in alcuni tessuti nel fegato,nel

muscolo o nella retina. Dagli anni 90 grande speranza nella terapia genica, ora si sta

cercando di capire se sia efficace o meno. SCID, malattia che può essere curata con

entità diagnostica che

la terapia genica (immunodeficienza combinata grave :

comprende una serie di disordini genetici che hanno come manifestazione

clinica comune una gravissima suscettibilità a infezioni funginee, batteriche e

virali. I neonati affetti da questi disordini, raramente arrivano al primo anno di

vita ).15 pazienti trattati, correzione completa senza effetti collaterali, questo aveva

dato grande speranza, 15 pazienti pediatrici bambini, 5 hanno sviluppato tumori

malattie linfoprotettive, la terapia genica può dare molte problematiche, il virus può

aver toccato un qualcosa di pericoloso, un punto preciso del DNA. Alcuni pazienti

han dimostrato un effetto collaterale dopo 6 mesi dal trapianto.

Terapia genica nei tumori : il futuro di queste possibilità non sono isolate, sarà

l'unione di una terapia farmacologica abbinata all'utilizzo di altre possibilità, la

conoscenza del DNA deve avere un'importanza clinica e farmacologica.

GENOMA UMANO :

contiene le informazioni necessarie per la formazione di una cellula.

GENOMA MITOCONDRIALE e GENOMA NUCLEARE.

- Genoma mitocondriale : possiede un'unica molecola di DNA, circolare con una

composizione media G-C del 44%. Codifica per il 93%, 37 geni, 13 codificano dei

polipeptidi propri, i geni sono compatti privi di introni e parzialmente sovrapposti, ha

le stesse caratteristiche del genoma batterico.

- Genoma umano nucleare : diploide, tanti geni che stanno in 46 cromosomi, nel

ciclo cellulare si rendono visibili. Costituito da parti codificanti i geni, altre che non

sono codificanti. I geni sono circa 30000,non sono uniformemente distribuiti nei

cromosomi, le sequenze codificanti sono 25% cosa codificano ? Per gli mRNA,

molecole cioè che fanno le proteine, l'mRNA si forma per poi maturare, i geni devono

codificare per gli RNA codificanti, l'altro 75% ? Sono sequenze extrageniche,

spaziatrici, come son i geni ? Geni a sequenza unica, alcune sequenze sono

altamente ripetute, ciò che si sa è che le sequenze a copia unica sono meno del

50%, sono sequenze che si ritrovano una volta,le sequenze possono essere

codificanti o no, ci son geni particolari mediamenti ripetuti, vicini o lontani, i geni

mediamente ripetuti sono quelli per gli RNAribosomali,per le proteine istoniche,per

gli RNAtransfert,geni per la proteina ubiquitina. Il ribosomale si forma da un gene da

un precursore,nei cromosomi ci sono sequenze che codificano per 45s e che

servono per fare il ribosomale.

FAMIGLIE GENICHE : classe di DNA mediamente ripetuto, emoglobina costituita da

4 catene diverse, ha un percorso diverso durante la vita dell'individuo, fase

embrionale, fetale e adulta, le famiglie geniche sono importanti ce ne sono tante, son

gruppo di geni che

nate da duplicazioni di un gene di partenza (famiglia genica:

mostrano una certa similarità di sequenza di DNA e derivano tutti da un gene

ancestrale comune). Le sequenze possono essere uniche, altamente ripetute,

mediamente ripetute, queste ultime sono vicino al centromero dei cromosomi, come

mai alcune stanno in tutti i cromosomi ? Perché altre stanno in alcuni cromosomi e

altre in altri cromosomi ? DNA : geni fatti da esoni e introni,sequenze altamente

ripetute, le sequenze ripetute sono dovute a trasposoni, sequenze che si sono

inserite in un momento evolutivo nel nostro DNA, occupano il 50% del nostro

genoma. Gli elementi trasponibili non son tutti dello stesso tipo.

PROGETTO GENOMA UMANO : hanno sequenziato i genomi, hanno conosciuto i

geni degli esseri viventi, tutti i genomi son stati sequenziati, l'idea del

sequenziamento del genoma è molto importante, per capire malattie evoluzione,

espressione genica. Il genoma umano dal 1993 al 2003 20 centri in 6 nazioni hanno

Gli introni

cercato di conoscere i nostri geni, esiste uno splicing alternativo (

possono essere escissi in maniere diverse, è il caso dello splicing

alternativo - cioè il processo attraverso il quale, mediante un diverso

arrangiamento degli esoni (regioni di RNA codificanti), da uno stesso gene

possono derivare diverse proteine, dette isoforme)

GENOMICA STRUTTURALE : (determinazione della struttura tridimensionale di tutte

le proteine di un dato organismo) si individua ad esempio il cromosoma 1 e numero

dei geni, la localizzazione,il cromosoma Y, i cromosomi non han tutti lo stesso

numero di cromosomi. 481 regioni uguali in altre specie. Tra l'uomo e lo scimpanzé

ci sono divergenze molto piccole, genoma dal punto di vista funzionale, come si

esprime DNA, può servire questo nella diagnostica nella terapia, nei tumori si

pensava ci fossero 7 tipi di leucemie, con lo studio del DNA si è visto che ne

esistono molte di più, conoscere l'immagine genetica presente in un tumore è

importante nella classificazione della terapia.

METODI DI STUDIO CELLULARE :

- MICROSCOPIO OTTICO : 1611 Keplero suggerisce un modo per costruire un

microscopio composto, 1655 Hooke descrive con il microscopio composto una

sezione di sughero (individua delle "celle" --> cellule) a occhio nudo io vedo

qualcosa, a microscopio ottico vedo qualcosa di più specifico, studio le molecole

tramite la biologia molecolare che va oltre il microscopio.

- MICROSCOPIO ELETTRONICO : la sorgente non è più una lampadina ma è un

filamento di tungsteno che emette elettroni.

Il microscopio ottico :

- costa poco

- si può vedere il preparato vivo

- occupa poco spazio

- è immediato

- manutenzione semplice

- possibilità di vedere la motilità delle cellule

- vedo più cellule contemporaneamente, visione generale

SVANTAGGI :

- limite di risoluzione.

Gli organuli sono stati visti al microscopio ottico, son state preparate delle cellule per

il microscopio ottico. Il campione deve essere studiato vivo, metto le cellule sul

vetrino e le guardo immediatamente, come faccio a vedere dentro la cellula ? Le

devo sezionare per andarle a guardare all'interno.

PREPARAZIONE CAMPIONI : fissazione,disidratazione, inclusione in paraffina,

sezioni al microtomo, colorazioni. Fissare ? Con cosa si fissano ? Le cellule stanno

nel loro liquido organico e si mettono in un'altra soluzione, ci sono tanti fissativi che

variano da laboratorio a laboratorio, ci sono tempi ben precisi in cui le cellule devono

rimanere nel fissativo che è generalmente una sostanza tossica, le cellule in questo

modo si disidratano, le cellule passano in alcol. Una buona procedura mi dà buone

immagini, ho delle cellule trattate con una sostanza e cellule uguali che non sono

state trattate, le preparo tutte e due per microscopio ottico, le confronto.

MICROSCOPIO ELETTRONICO A TRASMISSIONE : ha gli stessi passaggi del

microscopio ottico, il percorso è lo stesso. La sostanza che uso per fissare è chimica

(aldeidi, alcol) potrebbe alterare la cellula. Possibilità diverse ? CONGELAMENTO,

la cellula può essere congelata, bloccata, la cellula viene immersa e congela,

concetto di idea di ibernazione, la cellula quando si scongela riprende le proprie<