Syllabus del corso
Obiettivi
L'obiettivo del corso è quello di ampliare e approfondire i concetti relativi alle funzioni delle cellule staminali in relazione all’omeostasi tissutale.
1. Conoscenza e capacità di comprensione:
Gli studenti apprenderanno come le cellule staminali siano alla base dei meccanismi di rigenerazione dei tessuti del nostro organismo in risposta a meccanismi di depauperamento cellulare dovuti alla normale fisiologia dei tessuti o a condizioni patologiche.
2. Conoscenza e capacità di comprensione applicata
Durante il corso verranno anche approfondite le tematiche relative al possibile utilizzo delle cellule staminali nell’ambito delle terapie cellulari sperimentali con lo scopo di fornire agli studenti gli strumenti per capire i limiti e le potenzialità di sviluppo delle terapie avanzate e le caratteristiche di safety ed efficacy delle diverse cellule staminali.
3. Autonomia di giudizio:
Il corso si prefigge di fornire agli studenti le capacità critiche per valutare in modo autonomo la bibliografia inerente ricerche sulle cellule staminali. Inoltre le conoscenze fornite in questo corso permetteranno agli studenti di formulare autonomamente giudizi critici relativamente ai presupposti scientifici e di sicurezza di un futuro utilizzo clinico di varie tipologie di cellule staminali. La necessità di formare una generazione di biologi con tale autonomia di giudizio assume un significato ancora più importante in riferimento al crescente fenomeno dello “stem cell tourism”, ovvero viaggi effettuati con lo scopo di affrontare terapie cellulari anche a pagamento in cliniche spesso poco controllate, con risultati devastanti in primis per i pazienti (ad esempio tumori derivati dalle cellule trapiantate).
4. Abilità comunicative:
Al termine del corso gli studenti saranno in grado di dare una definizione di cellula staminale e descrivere le caratteristiche funzionali, morfologiche e antigeniche che differenziano le diverse tipologie di cellule staminali. Saranno inoltre in grado di riassumere i meccanismi che sostengono l’omeostasi tissutale dei vari tessuti che compongono il nostro organismo utilizzando un appropriato linguaggio scientifico.
5. Capacità di apprendere:
Tale corso costituisce la base per comprendere la fisiologia dei nostri tessuti.
Contenuti sintetici
Durante il corso verranno prima di tutto affrontati i concetti generali relativi alle caratteristiche funzionali comuni che caratterizzano le cellule staminali con lo scopo di darne una definizione. Verranno quindi trattati i modelli teorici sviluppati per descrivere i meccanismi cellulari che sostengono l’omeostasi tissutale. Infine verranno prese in esame nel dettaglio le diverse tipologie di cellule staminali analizzandone l’origine embrionale, il ruolo fisiologico nei tessuti adulti e le possibili applicazioni nella ricerca di base e nelle terapie avanzate.
Programma esteso
CELLULE STAMINALI: Definizione, ruolo fisiologico e proprietà funzionali, tipologie di cellule staminali
OMEOSTASI CELLULARE NEI TESSUTI SOMATICI: MECCANISMI GENERALI
Compartimenti cellulari nei tessuti somatici: cellule staminali, progenitori di transito, cellule differenziate.
Meccanismi di mantenimento del compartimento staminale: divisioni cellulari simmetriche e asimmetriche, modello deterministico, modelli stocastici.
Genealogie cellulari.
Modelli di gerarchie cellulari nel contesto dell’omeostasi tissutale: modello a cellule singole, modello a vite.
MECCANISMI MOLECOLARI COINVOLTI NELLE PROPRIETA’ FUNZIONALI DELLE CELLULE STAMINALI
Differenziamento e maturazione funzionale
Attività proliferativa, divisioni cellulari simmetriche e asimmetriche
Il ruolo delle nicchie staminali nei tessuti somatici
CELLULE STAMINALI PURIPOTENTI:
Le staminali embrionali
CELLLULE STAMINALI SOMATICHE
Cellule staminali delle cripte intestinali
Cellule staminali della pelle
Cellule staminali neurali
Cellule staminali ematopoietiche
Cellule staminali mesenchimali
CANCER STEM CELLS
INDUCED PLURIPOTENT STEM CELLS
Prerequisiti
E’ necessaria una buona conoscenza della biologia cellulare, fisiologia umana e istologia.
Modalità didattica
Lezione frontale
Materiale didattico
Come testo di base Stem cells, di C.S. Potten, Academic Press. Dato il livello avanzato del corso e l’attuale dinamicità degli argomenti trattati è necessaria l'integrazione con articoli originali e review in inglese. Gli articoli più significativi e le slides del corso saranno disponibili sulla piattaforma e-learning.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
secondo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Il profitto verrà valutato mediante prova scritta che consiste di tre domande “aperte” sugli argomenti trattati a lezione. La prova scritta è tesa a valutare, oltre alla conoscenza delle tematiche del corso, anche la capacità di sintesi dello studente che deve riassumere in modo congruo gli argomenti richiesti, focalizzandosi sugli elementi più importanti. La prima domanda è relativa ai meccanismi generali che regolano l’omeostasi cellulare nei tessuti somatici e alle caratteristiche funzionali delle cellule staminali. Le ultime due domande richiedono la descrizione del ruolo delle cellule staminali di uno dei tessuti somatici trattati a lezione.
L’orale è un approfondimento dei temi trattati nello scritto.
Orario di ricevimento
Scrivere un’email a biocell1@libero.it per fissare un appuntamento.
Aims
The aim of this course is to extend and elaborate current notions on stem cells functions, focusing in particular on tissue homeostasis and repairing/regenerative mechanisms.
1. Knowledge and understanding:
Students will be able to understand how stem cells regenerate our tissues and replace differentiated cells lost by the normal tissue omeostasis and/or tissue damage.
2. Applied knowledge and understanding:
In addition, the course will delineate limits and potentialities of stem cells in regenerative medicine, in order to enable students to develop an informed opinion on current innovative experimental therapies and to be aware safety and efficacy issues of each stem cell type.
3. Making judgments
Students will be able to critically review the scientific bibliography inherent researches investigating stem cells. In addition, students will be able to develop an informed opinion on the scientific rationale of the potential clinical use of specific stem cell types. This is important also considering the “stem cell tourism”, that means patients traveling to receive stem cells treatments in clinics that often do not follow the regulatory standards.
4. Communication skills:
Al termine del corso gli studenti saranno in grado di dare una definizione di cellula staminale e descrivere le caratteristiche funzionali, morfologiche e antigeniche che differenziano le diverse tipologie di cellule staminali. Saranno inoltre in grado di riassumere i meccanismi che sostengono l’omeostasi tissutale dei vari tessuti che compongono il nostro organismo utilizzando un appropriato linguaggio scientifico
Students will be able to use an appropriate scientific language to define stem cells types and describe their functions, morphology and antigenic properties. Students will be able to describe mechanisms sustaining tissue homeostasis by using appropriate scientific teems.
5. Learning skills:
This course will give to the students the information to achieve a more comprehensive knowledge of the physiology of our tissues.
Contents
Comprehensive knowledge of stem cell field: definition, categories, functional characteristics, definition. General mechanisms and models describing cell homeostasis in somatic tissues. Description of the different stem cells type, considering their developmental origin, their role in tissue homeostasis and potential therapeutic application.
Detailed program
1. STEM CELLS: Definition, functional properties, classification and role in tissue homeostasis.
2. CELL HOMEOSTASIS IN SOMATIC TISSUES.
a. Cell compartments: Stem cells, Transit amplifying progenitors and differentiated cells
b. Self-maintenance of stem cells compartment: symmetric and asymmetric cell division, deterministic model, stochastic models.
c. Genealogies
d. Hierarchical cellular models: single cells, ribbon-model.
3. MOLECULAR MECHANISMS INVOLVED IN STEM CELLS FUNCTIONS:
a. Differentiation and functional maturation
b. Proliferation, symmetric and asymmetric cell division
c. Stem cells niches
4. PLURIPOTENT STEM CELLS
a. Embryonic Stem Cells
5. SOMATIC STEM CELLS:
a. Stem cells in intestinal crypts
b. Skin Stem Cells
c. Neural Stem Cells
d. Hematopoietic Stem Cells
e Mesenchymal Stem Cells
6. CANCER STEM CELLS
7. INDUCED PLURIPOTENT STEM CELLS
Prerequisites
The knowledge of the basic mechanisms of cell biology, human physiology and histology is required.
Teaching form
Lectures
Textbook and teaching resource
Stem cells, di C.S. Potten, Academic Press. Classes are based on original or review articles in English language. Fundamental articles and the ppt slides presented will be available on the e-learning system.
Semester
second semester
Assessment method
Students will be evaluated by three written "open" questions. The questions will be aimed at evaluating both the knowledge of the topics discussed throughout classes and the ability to synthetize the most important elements of each topic. First question will be focused on general aspects of cells homeostasis and stem cells definition. Second and third questions will be focused on one of the stem cells types described. A critical discussion of the written assessment will complete the evaluation
Office hours
Email to biocell1@libero.it to schedule a meeting.