Studio degli aspetti bio-molecolari responsabili della differenziazione di UCB-SC verso cellule insulino secernenti in diverse condizioni sperimentali

Abstract

La ricerca sulle cellule staminali e' concentrata sull'obiettivo di riuscire a controllarne il differenziamento con lo scopo di ottenere cellule differenziate in uno qualsiasi dei tessuti di volta in volta necessario per fini terapeutici. Queste cellule forniscono importanti informazioni sui meccanismi di controllo genetico ed epigenetico dello sviluppo, e possono rendere attuali e reali trattamenti terapeutici per gravi malattie genetiche e per malattie degenerative. Lo scopo del progetto di ricerca e' stato quello di individuare un protocollo sperimentale che, utilizzando cellule staminali di facile reperibilita' quali quelle prelevate dal cordone ombelicale UCB-SC (Umbilical Cord Blood Stem Cell), poste in coltura con fattori di crescita essenziali, favorisca lo sviluppo delle cellule beta pancreatiche. Ottenere cellule beta pancreatiche risulta essere una tappa di fondamentale importanza per le future terapie del Diabete. Nel nostro studio abbiamo valutato gli aspetti bio-molecolari responsabili della differenziazione verso cellule insulino secernenti in diverse condizioni sperimentali. Il protocollo da noi messo a punto precedentemente e' stato modificato al fine di individuare il "microambiente" ideale per la loro differenziazione. Sono state avviate colture cellulari di :UCB-SC senza Fattori di Crescita, UCB-SC con Fattori di Crescita, UCB-SC con Fattori di Crescita + Acido Retinoico, UCB-SC con Fattori di Crescita + DMSO, UCB-SC con Fattori di Crescita + ECM (matrice extracellulare); UCB-SC con Fattori di Crescita + cellule del Sertoli microincapsulate in sferule di alginato. Per ogni condizione sperimentale sono state applicate le seguenti procedure: Visualizzazione al microscopio- Conta cellulare con trypan blue - Valutazione citofluorimetrica- Valutazione di espressione di geni coinvolti nel processo embriogenetico delle cellule pancreatiche: Selezione primer -Estrazione di RNA- RT- PCR- Elettroforesi su gel di Agarosio- Real Time RT-PCR- Immunostaining C Peptide Test per la valutazione della funzionalita'. Nonostante le difficolta' riscontrate nella standardizzazione di questo protocollo i risultati ad oggi ottenuti, che ci riproponiamo di confermare, in particolare i dati riferiti alle co-colture di UCB-SC e microcapsule di cellule del Sertoli, evidenziano come l'utilizzo delle cellule staminali prelevate dal sangue del cordone ombelicale rappresentino una fonte certa per le future terapie farmacologiche del diabete e non solo.

Stem cell research focuses on the goal of being able to control the differentiation in order to obtain differentiated time cells for therapeutic purposes. These cells provide important information on mechanisms of epigenetic and genetic control of development, and can improve current treatments for genetic and degenerative diseases. The research project purpose was to identify an experimental protocol that using stem cells from the umbilical cord UCB-SC (Umbilical Cord Blood Stem Cell) promotes throught essential growth factors the development of pancreatic beta cells. This target could be a primary stage for the future treatment of diabetes. In our study, we evaluated the molecular biology of cells responsible for the differentiation of stem cell into insulin-secreting cells, by different experimental conditions. The protocol first developed was further modified in order to identify the "micro" enviroment ideal for their differentiation. Ucb-sc cell cultures was seeded: without Growth Factors, with growth factors, whit growth factor + retinoic acid, whit growth factor + DMSO, whit growth factor + ECM (extracellular matrix), whit growth factor + Sertoli cells microencapsulated in alginate spherules. Each experimental condition was examined by microscope,cell counts with trypan blue, by Cytoflowrimetry assessment, was also evaluated the expression of genes involved in pancreatic cell embryogenesis. We also selected RNA primer for RT-PCR and Real-Time RT-PCR. Despite the difficulties encountered in the standardization of this protocol we obteined encouraging results that need to be confirmed. In particular the data referred to the co-cultures of UCB-SC and microcapsules of Sertoli cells, suggest that the use of stem cells from umbilical cord blood are a reliable source for future drug therapies for diabetes and more.