Gianluca Vadalà, La bellezza delle cellule staminali (Msc and art)
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Il documento discute la bellezza delle cellule staminali, incluse le loro funzioni di auto-rinnovamento e differenziazione. Vengono esplorati i vari tipi di cellule staminali, la loro localizzazione nel corpo e il loro ruolo nella rigenerazione dei tessuti e nel mantenimento dell'omeostasi. Inoltre, il documento menziona le cellule staminali mesenchimali e la loro applicazione nel trattamento di condizioni degenerative, come la degenerazione del disco intervertebrale.
Gianluca Vadalà, La bellezza delle cellule staminali (Msc and art)
- 1. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia 1Department of Orthopaedic and Trauma Surgery, Campus University Bio-Medico of Rome, Italy 2Cell Factory, Center of Transfusion Medicine, Cellular Therapy and Cryobiology, Department of Regenerative Medicine, Fondazione IRCCS Ca’ Granda Ospedale Maggiore Policlinico, Milano, Italy La bellezza delle Cellule Staminali Dr Gianluca Vadalà, MD, PhD DIPARTIMENTO DI ORTOPEDIA E TRAUMATOLOGIA DIRETTORE: PROF. VINCENZO DENARO www.cellfactorymilano.com
- 2. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia stem cell What is a stem cell? stem cell SELF-‐RENEWAL specialized cell e.g. muscle cell, nerve cell DIFFERENTIATION http://www.eurostemcell.org
- 3. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia 1 stem cell Self renewal -‐ maintains the stem cell pool 4 specialized cells DifferenEaEon -‐ replaces dead or damaged cells throughout your life Why self-‐renew AND differen8ate? 1 stem cell http://www.eurostemcell.org
- 4. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia Where are stem cells found? embryonic stem cells blastocyst -‐ a very early embryo Essue stem cells fetus, baby and throughout life http://www.eurostemcell.org
- 5. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia Tissue stem cells muscles skin surface of the eye brain breast intes;nes (gut) bone marrow tes;cles http://www.eurostemcell.org
- 6. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia Principles of renewing tissues Stem cell commiIed progenitors: -‐ “transient amplifying cells” -‐ mul;potent -‐ divide rapidly -‐ no self-‐renewal specialized cells: -‐ work -‐ no division Tissue stem cells http://www.eurostemcell.org
- 7. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia Stem cell niches Direct contact Soluble factors Intermediate cell stem cell niche Niche Microenvironment around stem cells that provides support and signals regula;ng self-‐renewal and differen;a;on http://www.eurostemcell.org
- 8. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia Homeostasis • The ability to regulate internal conditions, usually by a system of feedback controls Stabilize health and functioning, regardless of the outside changing conditions. • One piece of homeostasis is the constant or periodic generation of new cells to replace old, damaged, and dying cells • Adult stem cells fulfill this role through the process of regeneration
- 9. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia Mesenchymal stem cells (MSCs) MSC bone marrow commiIed progenitors Bone (osteoblasts) Car;lage (chondrocytes) Fat (adipocytes) specialized cells Tissue stem cells http://www.eurostemcell.org
- 10. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia Friedenstein et al. 1968 A.J. Friedenstein is generally credited with the discovery of MSC. Mesenchymal Stem Cells! ü Cells present within the hematopoietic microenvironment of bone marrow ü spindle-shaped cells (fibroblastic- like) after plastic attachment ü capacity to form colonies (colony forming unit-fibroblast, CFU-F)
- 11. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia
- 12. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia Pittinger, Science 1999 hMSC human Skin fibroblast Oil red O Immunostaining for Coll II alkaline phosphatase differentiation capacity of MSCs!
- 13. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia Sacchetti, Cell 2007 Self renewal of MSC! MSCs have been identified as sinusoidal adventitial reticular cells
- 14. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia Mesenchymal Stem/Stromal Cells (MSC) osteocyte chondrocyte miocyte tenocyte adipocyteStromal cells Growth factor & Cytokine Differentiation Trophic effect Proliferation Anabolism Reparative activity Anti-inflammation Pittenger 1999 Caplan 2006 Tissue regeneration mechanisms!
- 15. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia MSCs function for tissue regeneration Microenvironment Regenerate Trophic BioacEve Factors Immuno-‐ suppressive Reserve Cells Turnover / Maintainance MSCs Caplan & Dennis, J. of Cellular Biochemistry, 1998
- 16. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia Joint and Cartilage Large bone gap Tendon lesions Spine Regenerative medicine in Orthopaedic
- 17. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia The Intervertebral disc! Intervertebral disc Spinal segment Nucleus Pulposus Anulus Fibrosus Spinal cord Nerve rout
- 18. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia
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- 26. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia Intervertebral disc degeneration! Degenerative cascade
- 27. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia Therapeutic hypothesis Differentiation H20 H20 H20 H20 H20 Collagen Proteoglycans Stem cells to supplement disc cell population of a degenerated disc by stem cell transplantation
- 28. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia Preliminary study Evaluation of the interaction between Mesenchymal Stromal/Stem Cells from bone marrow and Nucleus Pulposus Cells
- 29. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia Mechanisms of interction ?! Vadalà et al. Spine 2008 MSC NPC Co-coltura - 2 wks Cell sorting Analysis of gene expression profile Double labeling cell system Alginate beads
- 30. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia
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- 36. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia Clinical translation
- 37. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia Università Campus Bio-Medico Unità di Ortopedia e Traumatologia Vincenzo Denaro, MD Gianluca Vadalà, MD, PhD Maria Musumeci,PhD Fabrizio Russo, MD Antonino Giacalone, MS Caterina Cattani, MS University of Pittsburgh Stem Cell Research Center Johnny Huard, PhD Spine Research Laboratory James D. Kang, MD Nam Vo, PhD Gwen Sowa, MD, PhD Kevin Bell, PhD AO Research Institute Davos Musculoskeletal Regeneration Program Mauro Alini, PhD Marianna Peroglio, PhD Matteo D’Este, PhD Università di Padova Department of Veterinary Surgery Roberto Busetto, DVM Marco Bernardini, DVM Francesca De Strobel, DVM Fondazione IRCCS Ca’ Granda, Ospedale Maggiore Policlinico Milano Cell Factory Rosaria Giordano, MD Lorenza Lazzari, PhD Acknowledgments
- 38. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia Acknowledgments Finanziamento PRIN Stem Cell Research Group Finanziamento Giovani Ricercatori Research Traveling fellowship AOSpine Europe Young Researcher Award
- 39. Università Campus Bio-Medico di Roma Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia Grazie! www.unicampus.it