B9704 - STEM CELLS AND REGENERATIVE MEDICINE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente possiede le conoscenze di base sulla biologia delle cellule staminali embrionali, somatiche e pluripotenti indotte, inclusi il ciclo cellulare, i meccanismi di divisione e differenziamento cellulare, i determinanti genetici della staminalità, il ruolo della nicchia in situ. Conosce i fondamenti della biologia, fisiologia e fisiopatologia di cellule staminali ematopoietiche, epiteliali e neurali in tessuti adulti, e delle cellule stromali mesenchimali. Ha la capacità di valutare criticamente letteratura e protocolli per l'isolamento e il mantenimento della totipotenza e del differenziamento delle cellule staminali embrionali e per la riprogrammazione di cellule somatiche. Conosce le basi teoriche e tecniche per la realizzazione di sistemi cellulari in vitro complessi, quali sferoidi, organoidi, “organ-on-chip”, e il loro impiego nello studio della fisiopatologia di malattie e nello sviluppo farmaceutico. Conosce le basi teoriche e tecniche per l'utilizzo delle cellule staminali nella medicina rigenerativa e nelle terapie cellulari, e per la medicina riparativa a partire da cellule staminali endogene, e lo stato dell’arte sulla traslazione nella pratica clinica.

Contenuti

Parte 1.Cellule staminali e pluripotenti

Definizioni di toti-, multipotenzialità, differenziamento, differenziamento terminale, de-differenziamento; cellule staminali embrionali e adulte somatiche. Cronologia delle principali scoperte. 2 ore

Cellule staminali embrionali: totipotenza, pluripotenza, multipotenza, differenziamento, differenziamento terminale, dedifferenziamento; ciclo cellulare e divisione asimmetrica; determinanti del lineage. 3 ore

Riprogrammazione cellulare: trasferimento nucleare e riprogrammazione genica. 3 ore

Colture 3D, sferoidi, organoidi, assmbloidi, Organ-on-a-chip. 2 ore

Cellule staminali adulte: localizzazioni, la “nicchia” vascolare, costituenti cellulari e acellulari, nicchia normale e nicchia patologica. Divisione asimmetrica: polarità cellulare e ruolo della nicchia. Ruolo di Numb e Notch. Le Omiche nello lo studio delle cellule staminali somatiche 2 ore

Cellule staminali cutanee. Olocloni, merocloni e paracloni. Ruolo nell'omeostasi della cute e nella riparazione delle lesioni. 2 ore

Cellule staminali intestinali. La nicchia nella cripta intestinale; timing di rinnovamento dei diversi tipi cellulari, meccanismi di migrazione da cripta a villo. Signalling Wnt-beta-catenina; signalling Ephrin. ruolo delle cellule del Paneth. 2 ore

Cellule staminali ematopoietiche: composizione della nicchia e regolazione della staminalità (angiopoietica, Ca++, Shh). 2 ore

Cellule staminali mesenchimali: caratteristiche in vivo e in vitro, tessuti adulti di provenienza. Differenziamento spontaneo e indotto. Proprietà paracrine. 2 ore

Cellule staminali dai tessuti placentari e annessi (amnios, cordone ombelicale, sangue del cordone ombelicale, liquido amniotico, placenta). Banking del cordone: aspetti tecnici, normative, e impatto per la medicina rigenerativa. 2 ore

Cellule staminali neurali. Il sistema delle “neurosfere”. Regioni neurogeniche nel Sistema Nervoso Centrale adulto; “numeri”, ruolo e regolazione della neurogenesi in età adulta. Integrazione dei nuovi neuroni nei circuiti pre-esistenti: bulbo olfattorio e giro dentato dell’ippocampo. Neurogenesi in cervelli patologici. 2 ore

Parte 2. Medicina rigenerativa

Ingegneria tissutale e Medicina rigenerativa: introduzione e definizioni, 2 ore
Sviluppo in vitro di cellule e tessuti, Bioreattori e stimoli fisico-chimici, 2 ore
Terapie cellulari e trapianto, homing e engrafting. 2 ore
Terapia cellulare per il diabete. 2 ore

Medicina rigenerativa per cute (ulcere, ustioni, epidermolisi bollosa), 2 ore

Medicina rigenerativa per osso tendine cartilagine, 2 ore
Medicina rigenerativa per miocardio, 2 ore
Medicina rigenerativa per lesioni traumatiche e vascolari del sistema nervoso, 2 ore
Medicina rigenerativa per malattie degenerative sistema nervoso, 2 ore
Medicina rigenerativa per occhio (cornea e retina), 2 ore
Produzione in vitro di organi cavi, 2 ore
Trials clinici: a che punto siamo, 2 ore

Testi/Bibliografia

Stem cells, Gian Paolo Bagnara, Laura Bonsi, Francesco Alviano, Esculapio, 2025

Stem Cells Scientific Facts and Fiction, Christine L. Mummery, Anja van de Stolpe, Bernard Roelen, Hans Clevers, Elesevier, 2021

Metodi didattici

Lezioni frontali, discussioni di gruppo, journal club.

Si comunica agli Studenti che, a causa di recenti direttive di Ateneo, non sarà possibile seguire il corso in modalità alternative alla presenza (teams), salvo specifiche situazioni che dovranno essere adeguatamente documentate ed approvate dall’Ateneo prima dell’inizio delle lezioni.

Non saranno disponibili le registrazioni delle lezioni

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Breve presentazione PowerPoint (10 min) di un argomento a scelta dello Studente tra quelli trattati a lezione o concordato con il docente e discussione relativa; domanda a discrezione del Docente sulla parte restante del programma trattato a lezione. L’esame si intende congiunto per le due part del corso.

Studenti/sse con DSA o disabilità temporanee o permanenti: si raccomanda di contattare per tempo l’ufficio di Ateneo responsabile (https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/it): sarà sua cura proporre agli/lle studenti/sse interessati/e eventuali adattamenti, che dovranno comunque essere sottoposti, con un anticipo di 15 giorni, all’approvazione del/la docente, che ne valuterà l'opportunità anche in relazione agli obiettivi formativi dell'insegnamento.

Strumenti a supporto della didattica

Le presentazioni ppt usate a lezione saranno disponibili sugli spazi dedicati (virtuale).

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Laura Calzà