Biologia dello sviluppo

TERZO TRIMESTRE

aumento di peso, produzione e deposizione sottocutanea di grasso bianco

maturazione dei polmoni.

COME E' DETERMINATO IL DESTINO DELLE CELLULE ?

Primi territori embrionali sono i tre foglietti in cui le cellule differenziano per diversi organi.

Processo di differenziamento cellulare è un processo graduale e tramite restrizione graduale progressiva del destino cellulare. All'inizio determinazione del destino può essere non specifica ma più cellule invecchiano si specificano in modo irreversibile.

Il destino delle cellule è determinato in tempi diversi. Il differenziamento è preceduta dal commitment. La cellula viene predestinata, indirizzata verso un particolare destino.

Commitment è fase in cui cellula viene indirizzata in un destino istologico particolare.

Potenziabilità di sviluppo della cellula si distinguono fino a diventare definitive.

Commitment ha due stadi:

1. specificazione → cellula da indifferenziata diventa specificata,

Un acellula si incammina verso un particolare destino. Iniziale programmazione del destino che non è ancora definitiva. Regione trapiantata nell'altra regione si differenzia come le cellule vicine di questa nuova regione. Il destino può ancora essere modificato mediante interazioni con le cellule vicine che possono cambiare destino. La determinazione, ase siccessiva, e questa cellula non può più cambiare destino, la programmazione diventa irreversibile e si ha un cambiamento stabile della cellula dovuto dall'espressione di determinati geni. Le cellule programmate nella specificazione sono vincolate al destino, restano quello che sono. Alla determinazione segue il differenziamento e il commitment è irreversibile. La scelta cellulare viene mantenuta quando le cellule si dividono, l'irreversibilità si mantiene nel corso di differenziazioni successive ed è detta memoria cellulare. SPECIFICAZIONE AUTONOMA specificazione per acquisizione differenziazione di molecole.

citoplasma che viene distribuito in regioni diverse dell' oogenesi, in modo ASIMMETRICO o distribuito in modo quasi omogeneo nell'uovo e riorganizzato in diversi schemi spaziali dopo la fecondazione prima della fecondazione.

Embrioni non regolativi → se viene ucciso un blastomero, gli altri 3 non compensano e quindi lo sviluppo si interrompe.

Sviluppo a mosaico → tutte le cellule vanno per la loro strada e si differenziano in modo autonomo.

Specificazione condizionale in tutti i vertebrati e alcuni invertebrati. La specificazione avviene tramite interazione tra cellule, sono importanti le posizioni relative delle cellule (condizionata).

Segmentazioni variabili assegnano alle cellule destini modificabili, non piccoli.

Sviluppo regolativo → questi tipi di sviluppo sono gli estremi, la maggior parte degli individui si sviluppa con metodi intermedi.

Specificazione sinciziale → caratteristica di embrioni iniziali di insetti. Specificazione delle regioni del corpo e del sedtino di tipi cellulari.

lungo gli assi REC 1.07l' organizzazione del piano corporeo inizia nell' uovo fensaro → i prodotti dei geni materbisibìno localizzati in un preciso ordine spazialeprosegnue nel blastoderma iniziale

DIFFERENZIAMENTO CELLULARE porta alla formazione di oltre 200 tipi cellulari in un individuoè strettamente collegato alla formazione di pattern porta all' acquisizione di una condizione terminale stabile tutte le cellule di un organismo hanno lo stesso genoma diversa espressione genica la produzione di luxury proteins sono proteine cellula-specifiche

QUANDO INIZIA IL DIFFERENZIAMENTO CELLULARE NELL'EMBRIONE ?

• inizia allo stadio embrionale di 8 cellule (prima le cellule rimangono indifferenziate etotipotenti)
• procede da cellule staminali embrionali
• si attua attraverso la determinazione cellulare.

NON TUTTE LE CELLULE SI DIFFERENZIALO → alcune restano cellule staminali.

CELLULE STAMINALI non sono specializzate sono in grado di dare origine a cellule di 1 o

+ tessuti sono presenti in diversi stadi di sviluppo ma con potenzialità differenziative. Cellule staminali hanno caratteristiche comuni e potenzialità diverse.

STEM CELL deve:

• avere autorinnovamento, self renewal ovvero capacità infinita di automantenersi e autorinnovarsi
• cellula non specializzata dotata della capacità di differenziare in altri tipi di cellule del corpo
• cellule progenitrici di transizione/cellule di passaggio sono in grado di dare cellule altamente differenziate.

Cellule staminali si possono distinguere in embrionali o adulte. Cellule responsabili del omeostasi, del mantenimento e riparazione dei tessuti adulti. Sono tessuti a rinnovo cellulare che garantiscono il ricambio dei tessuti. Cellule a rinnovo → epidermide, sangue, intestino. Ci sono delle staminali. Staminali sono importanti sia nell'embrione che nell'adulto. Hanno diverse potenzialità di sviluppo:

• TOTIPOTENTI → cellule staminali in grado di dare origine a un

Intero organismo hanno capacità morfogenetica, differenziazione e immortalità cellulare. Cellule totipotenti sono lo zigote fino allo stadio di 8 cellule le potenzialità di sviluppo delle cellule diventano progressivamente più limitate. Si passa alle cellule staminali pluripotenti che sono quelle che si possono differenziare in cellule tessuto dell'organismo. Ma non annessi extraembrionali. Nella gastrulazione le cellule si sono già ridotte. Dopo la compattazione ho il differenziamento dei blastomeri - le cellule della massa cellulare interna esprimono geni che le mantengono pluripotenti. Con la formazione della blastocisti (fattori di crescita 09.05.2018 rec 21) cellule pluripotenti si formano dopo la compattazione e cellule iniziano a esprimere geni diversi, interne danno linea delle cellule del nodo e quelle esterne del trofoblasto. Esprimono set genici diversi, dopo la compattazione si vedono cellule esterne con colore diverso che esprimono gene diverso.

responsabile del compattamento nel trofoblasto. Le cellule più interne vengono espressi geni che mantengono cellule pluripotenti, non espresse dal trofoblasto. Nel passaggio da morula allo stadio terminale della blastocisti questi geni espressi all'inizio nella morula poi vengono espressi grazie a fattori di crescita di segnali espressi in modi diversi. Identificate per la prima volta nel 1967 nella blastocisti di coniglio. Negli anni '80 di topo e nell'uomo nella fine degli anni '90. Cellule staminali hanno grande potenzialità ovvero di differenziare tutti i tipi cellulari, sono poco note cellule e si riescono a differenziare ma differenziamento non è controllato fino ad avere un uso clinico. C'è limite dell'uso di cellule ovvero sono difficili da controllare e in cultura si trasformano in cellule tumorali. Uso di cellule sono ancora in fase di studio e oggetto di sperimentazione. Cellule multipotenti sono quelle che si possono differenziare in più tipi.

Cellulari diversi ma con precursori comuni. Sono presenti nei tessuti adulti che rivvedono al mantenimento dei tessuti soggetti al rinnovo. Cellule staminali ematopoietiche sono multipotenti. Cellule staminali multipotenti non sono solo presenti nei tessuti adulti ma anche da fetali, cordone ombelicale e tessuti adulti che si rinnovano. Possono essere chiamati fetali, neonatali, cordone ombelicale. Man mano che si invecchia, il potere delle staminali diminuisce e possono differenziarsi in pochi tipi cellulari maturi di un tessuto. Esistono staminali in regioni specifiche del cervello, ci sono piccole regioni che contengono cellule staminali neurali. Sono oligopotenti perché possono differenziarsi solo in due tipi, ovvero neuroni e cellule della glia. Unipotenti possono differenziarsi in un solo tipo cellulare, sono staminali capaci di autorinnovamento ecc ma in un solo tipo cellulare. Ad esempio, le staminali degli spermatogoni possono dare solo spermatozoi e poi cellule presenti nello.

strato basale dell'epidermide per rinnovarlo.

STAMINALI TISSUTALI sono presenti nei tessuti adulti, cellule non differenziate che risiedono nei tessuti, possono automantenersi o andare a differenziarsi e sono cellule multipotenti. Si trovano nella pelle, cornea, sangue, cervello, muscoli, midollo spinale e fegato. Sono poche e quindi è difficile identificarle, servono per rinnovare e riparare tessuti adulti, possono provenire da distretti diversi e hanno capacità proliferative diverse e potenzialità diverse. Diversa localizzazione e capacità proliferative. Non si possono coltivare in vitro per lunghi periodi come per le staminali embrionali perché tendono a perdere le loro caratteristiche. Cellule adulte hanno vantaggi → possono essere prelevate da persona adulta e reimpiantate evitando problemi di incompatibilità, non ci sono problemi etici come per le staminali embrionali. Cellule risiedono in sedi dette nicchie di staminalità. Qui si trovano gruppi di

cellule ricchi di cellule staminali, di supporto che producono segnali che vanno a regolare il comportamento di staminali. Si possono definire ambienti/regioni con cellule di supporto che producono segnali che vanno a regolare il controllo delle staminali stesse. Segnali presenti in queste nicchie servono per sopravvivenza, auto rinnovamento e di restare staminali, segnali che determinano differenziamento di cellule. Segnali che convergono in queste nicchie consentono di mantenere una quantità di staminali di riserva per necessità e di determinare differenziamento cellule se necessario. Nicchie contribuiscono anche alla non eccessiva riproduzione di staminali che se non controllata porta a risvolti patologici.

Esempi nicchie di staminalità:

• testicolo di mammifero → spermatogoni staminali
• CS epidermide nello strato basale
• CS dell'epitelio intestinale
• CS ematopoietiche nel midollo osseo
• CS neurali (SNC)

epidermide si rinnova ogni 20-30 giorni e i cheratinociti