MEDICINA REGENERATIVA: DE LA FICCIÓ A LA REALITAT CÈL·LULES MARE, CLONATGE TERAPÈUTIC I MEDICINA REGENERATIVA: DE LA FICCIÓ A LA REALITAT David Bueno i Torrens Anna Veiga (Directora del Banc de Cèl·lules Mare del Centre de Medicina Regenerativa de Barcelona) Maria Casado (Observatori de Bioètica i Dret de la UB) Carolina Parada (Dept. Genètica, UB) GIRONA, octubre i novembre de 2006

I Què volem II. Què som III. Com som el que som IV. Com podem acostar-nos al que volem V. Fins on ens hem acostat al que VI. Ho podrem aconseguir?

III Desenvolupament embrionari. Proliferació i diferenciació cel·lular. Cèl·lules mare embrionàries (Com som el que som)

1694 ¿Com un zigot indiferenciat i aparentment homogeni pot desenvolupar el patró d’estructures tridimensionals d’un organisme?

Proliferació/Diferenciació El 4t full embrionari: la cresta neural

El 4t full embrionari: la cresta neural Incís: El 4t full embrionari: la cresta neural

Patrón tridimensional de estructuras

FLUX D’INFORMACIÓ DNA – mRNA - PROTEÏNA

La base de la diferenciació és l’expressió gènica diferencial

Diferenciació cel·lular L’exemple de les cèl·lules musculars

INICI DEL DESENVOLUPAMENT ELS GENS D’EFECTE MATERN mRNA y proteïnes codificades pel genoma matern que són emmagatzemades en l’oòcit i utilitzades per l’embrió en les primeres etapes del desenvolupament

INICI DEL DESENVOLUPAMENT ELS GENS D’EFECTE MATERN

GENES D’EFECTE MATERN I GENS ZIGÒTICS Aquestes complexes xarxes d’interaccions que es produeixen durant tot el desenvolupament dificulten l’assignació d’un gen concret a un procés biològic específic i viceversa Però l’existència de gens mestres permet alterar grans processos fent canvis mínims

MOSQUES vs HUMANS

EIXOS CORPORALS

EIXOS CORPORALS EN MAMÍFERS GENS D’EFECE MATERN I EIXOS CORPORALS EN MAMÍFERS Hsf1 – Mutants no sobrepasen l’estadi de zigot Mater – Mutants no sobrepasen l’estadi de 2 cèl·lules Factors materns al còrtex de l’oòcit – Determinació dels eixos corporals

100.000-400.000 oòcits immadurs al naixement 200-300 oòcits maduren a partir de la pubertat 300 milions d’espermatozoides per ejaculació, produits constantment Es mouen a 3 mm/h Només l’1% arriba a la cavitat uterina ±70% dels zigots són eliminats abans de la implantació

Incís: Fecundació in vitro Tranferència a l’estadi de 2-8 cèl·lules Primers casos de selecció d’embrions d’acord amb la Llei aprovada al maig de 2006

GENS I INTERACCIONS CEL·LULARS

COMUNICACIÓ CEL·LULAR: L’EXEMPLE DE LA VULVA DELS NEMATODES.

ASIMETRIA DRETA-ESQUERRA Gir antihorari de fluïd extracel·lular impulsat per cèl·lulas nodals monociliades. Las cèl·lulas nodals monociliades amb cilis no mòbils del marge esquerra del node detecten el movimient i inicien una expressió gènica diferencial. Genes implicados: Ird (dineïna axonèmica) Policistina 2 (canal de cations) i altres

ASIMETRIA DRETA-ESQUERRA L’expresió gènica dife- rencial afecta diversos gens, como Notch. Notch RBP-J Nodal Lefty Pitx2 ... Defectes de plegament cardiac en mutants Notch

PATRÓ ANTEROPOSTERIOR – GENS HOMEÒTICS Factors de transcripció que actuen activant l’expressió d’altres gens

XARXES GÈNIQUES EN LA FORMACIÓ D’EXTREMIDATS (diversos gens per a una mateixa estructura) La combinatoria de gens Hox determina el lloc de formació de les extremitats i activa l’expressió d’altres gens, com FGF

XARXES GÈNIQUES EN LA FORMACIÓ D’EXTREMIDATS

CENTRES ORGANITZADORS EN LA FORMACIÓ D’EXTREMIDATS

REUTILITZACIÓ DE XARXES GÈNIQUES (els mateixos gens per a diferents estructures)

EL DESENVOLUPAMENT EMBRIONARI