ISTOLOGIA SPERIMENTALE E APPLICATA
2016/2017
2016/2017
DM270
BIO/17 (ISTOLOGIA)
DIPARTIMENTO DI MEDICINA MOLECOLARE
BIOTECNOLOGIE MEDICHE E FARMACEUTICHE
PERCORSO COMUNE
SECONDO SEMESTRE (01/03/2017 - 19/05/2017)
3
24 ore di attività frontale
ITALIANO
ORALE
RIVA FEDERICA - 3 CFU
=
itenendo già apprese durante la Laurea triennale le conoscenze relative ai metodi e strumenti dell’indagine morfologica, alla morfologia delle cellule e dei tessuti dell’organismo umano e alla loro organizzazione strutturale ed ultrastrutturale, al termine del presente modulo lo studente dovrà:

- aver approfondito i rapporti fra struttura e funzione delle cellule nei tessuti;

- conoscere le popolazioni cellulari ed il loro differenziamento, nonché i meccanismi di rinnovamento dei singoli tessuti;

- saper riconoscere le principali classi di cellule staminali sulla base delle loro fondamentali caratteristiche fenotipiche e biologiche (morfologiche, biochimiche e funzionali);

- conoscere alcune applicazioni cliniche, soprattutto nel campo dell’ingegneria tissutale, dell’utilizzo delle cellule staminali di diversa origine;

- saper descrivere al microscopio ottico in luce trasmessa alcuni preparati istologici relativi ai tessuti analizzati nel corso del modulo di Istologia.
CITOLOGIA E ISTOLOGIA

Origine e natura dei tessuti: dalle cellule staminali al differenziamento cellulare

- Definizione di cellula,tessuto, organo e apparato

- Classificazione e caratteristiche istologiche peculiari dei 4 tessuti principali: tessuti epiteliali, tessuti trofoconnettivali, tessuti muscolari, tessuto nervoso.



CELLULE STAMINALI E INGEGNERIA DEI TESSUTI

- Definizione di CELLULA STAMINALE: proprietà funzionali, ciclo vitale, potenzialità differenziative

- Cellule staminali embrionali e cellule staminali somatiche: analogie e differenze

- Allestimento di colture in vitro di cellule staminali somatiche

- Applicazioni terapeutiche delle cellule staminali nel campo della medicina rigenerativa,in particolare nel settore dell’INGEGNERIA TISSUTALE

- Cosa si intende per “tessuto ingegnerizzato”. Tipi cellulari, scaffolds, microambiente.

- Vantaggi e limiti dell’Ingegneria tissutale



CUTE: EPIDERMIDE E DERMA

- Istologia della cute

- Caratteristiche morfologiche e funzionali dell’epidermide e delle cellule che la costituiscono

- Differenziamento epidermico: aspetti istologici associati ai meccanismi molecolari

- Cellule staminali epidermiche e ingegneria tissutale: costrutti tridimensionali cutanei, epidermici e dermici e loro applicazioni cliniche (alcuni esempi)



FEGATO

- Aspetti anatomici macroscopici e microscopici del fegato correlati alle principali funzioni dell’organo.

- Caratteristiche istologiche del tessuto epatico e aspetti fisiologici: lobulo epatico, lobulo portale, acino portale.

- Epatociti, cellule di Kupffer: caratteristiche morfologiche e funzionali. I sinusoidi epatici

- Rigenerazione epatica: ruolo delle cellule ovali



POLMONI

- Aspetti anatomici macroscopici e microscopici dell’apparato respiratorio e dei polmoni in particolare, correlati alle loro principali funzioni

- Caratteristiche istologiche e aspetti fisiologici della porzione di conduzione e della porzione respiratoria. Bronchi primari, secondari, terziari. Bronchioli terminali e bronchioli respiratori. Cellule di Clara

- Riparazione del tessuto polmonare: nicchie di cellule staminali.



SANGUE, LINFA, MIDOLLO OSSEO

- Caratteristiche generali dei tessuti connettivi a funzione trofica e metabolica (sangue e tessuto emopoietico, linfa)

- Caratteristiche istologiche della linfa e funzioni del sistema linfatico

- Il sangue: caratteristiche istologiche e fisiologiche generali. Il plasma. La componente corpuscolata: aspetti morfologici e funzionali. Formula leucocitaria. Caratteristiche principali dei processi emopoietici.

- Tessuto mieloide: midollo rosso e midollo giallo (principali caratteristiche morfologiche e funzionali)

- Cellule staminali emopoietiche e progenitori cellulari endoteliali (cellule EPC)



CARTILAGINE E OSSO

- Caratteristiche generali dei tessuti connettivi di sostegno, a funzione meccanica e scheletrica (cartilagine, osso): organizzazione istologica e proprietà biochimiche fondamentali;

- Morfologia ed aspetti fisiologici correlati, sia in condizioni normali sia in condizioni patologiche associate ad alterazioni geniche.

- Meccanismi di osteogenesi. Rimodellamento e rimaneggiamento osseo.

- Ingegneria del tessuto osseo e cartilagineo



ORGANO ADIPOSO

- Concetto di organo adiposo

- Tessuto adiposo bianco e bruno: caratteristiche morfologiche e funzionali

- Cellule staminali somatiche da tessuto adiposo (cellule ADAS) e loro derivazione mesenchimale



RENI

- Aspetti anatomici macroscopici e microscopici dell’apparato urinario e dei reni in particolare, correlati alle loro principali funzioni

- Caratteristiche istologiche e aspetti fisiologici dei reni. Il nefrone: corpusolo renale e tubuli renali.

- Ingegneria tissutale delle vie urinarie.



CELLULE STAMINALI MESENCHIMALI (MSC)

- Definizione di MSC. Dove si trovano e come vengono identificate. Come vengono isolate ed espanse in vitro. Biologia delle MSC provenienti da diverse sorgenti e meccanismi di differenziamento cellulare. Applicazioni cliniche: vantaggi e rischi.



TESSUTO MUSCOLARE

Caratteri generali, classificazione e principali localizzazioni del tessuto muscolare liscio; tessuto muscolare striato scheletrico; tessuto muscolare cardiaco. Cenni alle cellule staminali correlate al tessuto muscolare.



Osservazione al microscopio ottico di alcuni preparati istologici inerenti il programma sopra citato



N.B. In relazione ad ogni tessuto e argomento trattato, vengono fatti cenni a recenti pubblicazioni inerenti l’impiego di cellule staminali nel campo della Medicina Rigenerativa, in particolare dell’Ingegneria dei tessuti.
=
Di seguito sono riportati alcuni riferimenti bibliografici d’interesse:
- FONDAMENTI DI INGEGNERIA DEI TESSUTI PER LA MEDICINA RIGENERATIVA. Mantero S. et al. PATRON EDITORE
- INTERAZIONI TRA BIOMATERIALI E TESSUTI. DI BELLO&BAGNO. PATRON EDITORE

- Atala A. Engineering tissues, organs and cells. J Tissue Eng Regen Med 2007,1: 83-96.

- Slack J.M.W. Stem cells in epithelial tissues. Science 2000, 287: 1431-1433.

- Janes S.M. et al. Epidermal stem cells. J Pathol 2002, 197 : 479-491.

- Matic M. et al. Epidermal stem cells do not communicate through gap junctions. J Investig Dermatol 2002, 118. 110-116.

- Watt F.M. Epidermal stem cells: markers, patterning and the control of stem cell fate. Phil.Trans. R.Soc.Lond 1998, 353: 831-837.

- Watt F.M. Epidermal stem cells: an update. Curr Opin Genet and Develop. 2006, 16: 518-524.

- Bonner-Weir S. et al. New sources of pancreatic b-cells. Nature Biotechnology 2005, 23: 857-861.

- Zhou J-X. et al. Enrichment and identification of human « fetal » epidermal stem cells. Human Reprod 2004, 19: 968-974.

- Tumbar T. et al. Defining the epithelial stem cell niche in skin. Science 2004, 303: 359-363.

- Green H. Marker succession during the development of keratinocytes from cultured human embryonic stem cells. PNAS 2003, 100: 15625-15630.

- Pellegrini G. et al. Location and clonal analysis of stem cells and their differentiated progeny in the human ocular surface. J Cell Biol 1999, 145: 769-782.

- Zhao X. et al. Adult corneal limbal epithelium: a model for studying neural potential of non-neural stem cells/progenitors. Develop Biol 2002, 250: 317-331.

- Casasco A et al. Cell proliferation and differentiation in amodel of human skin equivalent. The Anatomical Record 2001, 264; 261-272.

- Riva F et al. Generation of human epidermal constructs on a collagen layer alone. Tissue Eng 2007; 13:2769

- Alison M.R. et al. Hepatic stem cells : from inside and outside the liver ? Cell Prolif. 2004; 37: 1-21.

- Nelson F, Campbell JS. The role of hepatocytes and oval cells in liver regeneration and repopulation. Mechanisms and Development 2003; 120:117-130.

- Kakinuma S, Nakauchi H, Watanabe M. Hepatic stem/progenitor cells and stem-cell transplantation for the treatment of liver disease J Gastroenterol. 2009;44(3):167-72.

- Haridass D, Narain N, Ott M. Hepatocyte transplantation: waiting for stem cells. Curr Opin Organ Transplant.2008;13(6):627-32.

- Soto-Gutierrez A, Navarro-Alvarez N, Yagi H, Yarmush ML. Stem cells for liver repopulation. Curr Opin Organ Transplant. 2009 ;14(6):667-73.

- Flohr TR, Bonatti H Jr, Brayman KL, Pruett TL.The use of stem cells in liver disease. Curr Opin Organ Transplant. 2009;14(1):64-71.

- Zhou W-L, Medine CN, Zhu L, Hay DC. Stem cell differentiation and human liver disease. World J gastroenterol. 2012; 18(17): 2018-2025.

- Giangreco A et al Lung Cancer and lung stem cells. Resp Crit Care Med. 2007; 175: 547-553.

- Gimble JM et al. Sdipose-derived adult stem cells: isolation, characterization and differentiation potential. Cytotherapy 2003; 5:362-369.

- Zhu Y et al. Adipose-derived stem cell: a better stem cell than BMSC. Cell Biochem Funct 2008; 26:664-675.

- Gimble JM et al. Adipose-derived stem cells for regenerative medicine. Circulation Res 2008; 11:1249-1260.

- Tapp H et al. Adipose-derived stem cells: characterization and current application in orthopaedic tissue repair. Exp Biol Med 2009; 234:1-9.

- Smorlesi A, Frontini A, Giordano A, Cinti S. The adipose organ: white-brown adipocyte plasticity and metabolic inflammation. Obes Rev. 2012;13 (2):83-96.

- Cinti S. The adipose organ at a glance. Dis Model Mech. 2012 ;5(5):588-94.

- Frontini A, Giordano A, Cinti S. Endothelial cells of adipose tissues: a niche of adipogenesis. Cell Cycle. 2012, 1;11(15).

- Dowthwaite G.P. et al. The surface of articular cartilage contains a progenitor cell population. J Cell Science 117: 889-897.

- Cancedda R. et al. Cell therapy for bone disease: a review of current status. Stem cells 2003, 21: 610-619.

- Haylock D.N. et al. Osteopontin : a bridge between bone and blood. British J Haematol 2006, 134, 467-474.

- Heng B.C. et al. Directing stem cell differentiation into the chondrogenic lineage in vitro. Stem Cells 2004, 22: 1152-1167.

- Heng B.C. et al. Strategies for directing the differentiation of stem cells into the osteogenic lineage in vitro. J Bone Miner Res 2004, 19: 1379-1394.

- Lee J.W. et al. Chondrogenic differentiation of mesenchymal stem cells and its clinical applications. Yonsei Med J 2004, 45: 41-47.

- Wu X. et al. A small molecule with osteogenesis-inducing activity in multipotent mesenchymal progenitor cells. J Am. Chem. Soc. 2002, 124: 14520-14521.

- Zhang J. et al. Identification of the haematopoietic stem cell niche and control of the niche size. Nature 2003, 425: 836-841.

- Heike T. et al. Stem cell plasticity in the haematopoietic system. Int. J. Hematol 2004, 79: 7-14.

- De Haan G. et al. A genetic and genomic analysis identifies a cluster of genes associated with hematopoietic cell turnover. Blood 2002, 100: 2056-2062.

- Henckaerts E. et al. Genetically determined variation in the number of phenotypically defined hematopoietic progenitor and stem cells and in their response to early-acting cytokines. Blood 2002, 99: 3947-3954.

- Wagers A.J. et al. Little evidence for developmental plasticity of adult hematopoietic stem cells. Science 2002, 297: 2256-2259.

- Dazzi F. et al. The role of mesenchymal stem cells in haematopoiesis. Blood Rev. 2006, 20: 161-171.

- Short B. et al. Mesenchymal Stem Cells. Arch. Med Res. 2003, 34: 565-571.

- Watt S.M. et al. Stem cell medicine : umbilical cord blood and its stem cell potential. Fetal and Neonatal Med. 2005, 10: 109-220.

- Zhang Y et al. Mechanisms underlying the osteo- and adipo-differentiation of human mesenchymal stem cells. The Scientific World J 2012: 1-14.



E per chi fosse particolarmente interessato, vi invio alcune indicazioni di papers sulle NEURAL STEM CELL (NSC) ( mi scuso ma non sono aggiornate).

- Gangemi R.M.R. et al. Regulatory genes controlling cell fate choice in embryonic and adult neural stem cells. J. Neurochem 2004, 89: 286-306.

- Rajan P. et al. BMPs signal alternately through a SMAD or FRAP-STAT pathways to regulate fate choice in CNS stem cells. J Cell Biol 2003, 161: 911-921.

- Goldman S. Stem and progenitor cell-based therapy of the human central nervous system. Nature Biotechnology 2005, 23: 862-871.

- Doetsch F. et al. A niche for adult neural stem cell. Curr Opin Gen Devel 2003, 13:1-8.
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