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El espacio personal de la Célula madre determina su futuro

Los científicos de Johns Hopkins señalan que eso la restricción de la dimensión de una variable y del espacio personal de células madres humanas de médula es más importante que cualquier señal molecular sabida en la determinación del tipo de la célula que se convierten.

Está Entendiendo las señales que informan a células madres qué tipo de célula a convertirse, y después aprovechando esas señales de entrada para conseguir un único tipo deseado de la célula, dominante a cualquier esfuerzo de utilizar estos o a células madres embrionarias más primitivas a regenerar o a reparar dañó el tejido.

En la aplicación de Abril la Célula De Desarrollo, los investigadores de Hopkins señalan que las células madres mesenquimales (mez-EHN-KIH-mal pronunciado) forzadas a ser esféricas transforman eficientemente en precursores a las células gordas, mientras que ésos permitidos estirar y aplanar movimiento más cercano a las células de hueso que se convierten. Estas células madres pueden hacer naturalmente células gordas, cartílago, células de hueso, o músculo liso, cardiaco o esquelético.

“Los tipos de células que vengan de las células madres mesenquimales todas tienen dimensiones de una variable específicas a sus funciones, así que nos se preguntaban si las dimensiones de una variable de las células madres podrían dirigir real su diferenciación,” dicen a Christopher Chen, M.D., Ph.D., profesor adjunto de la ingeniería biomédica en Johns Hopkins. “La respuesta es que la dimensión de una variable es crítica a la diferenciación de células madres. Puede inducir real las señales moleculares sabidas para animar el revelado de la célula gorda o de la célula de hueso y causa la diferenciación completa, uniforme.”

En la primera semana de los estudios de laboratorio, el cerca de 45 por ciento de células madres forzadas alrededor a ser movido hacia el revelado de la célula gorda, y el 50 por ciento de células de la extensión-fuera consiguieron más cercano a ser células de hueso. Por cuatro semana, todas las células habían seguido el camino dictado por su dimensión de una variable, Chen dice, haciendo dimensión de una variable el factor más potente hacia adentro si las células madres mesenquimales humanas hacen grasa o hueso en el laboratorio.

Desde entonces aislaran a estas células madres primero a finales de los años 90, los científicos han reconocido el que el tipo de la célula que él se convierte depende de la densidad en la cual se crece en el laboratorio. Pero mientras que el incremento escaso fue recomendado para conseguir las células de hueso, e incremento congestionado fue recomendado aumentar la cantidad de células gordas, nadie sabía por qué.

Para entender realmente si era un cierto aspecto de las células la dimensión de una variable o de sus vecinos que dirigieron la diferenciación, el candidato Rowena McBeath de M.D./Ph.D. utilizó una técnica especial, desarrollada en el laboratorio de Chen, que restringe las células individuales a los pequeños espacios sin requerir a vecinos celulares hacer la apretadura.

La técnica, llamada el micropatterning, utiliza la tecnología que fue desarrollada inicialmente para la industria del semiconductor. Usando un material parecido a la goma, se crean los sellos que cada uno tiene un modelo específico de cuadrados microscópicos, cada uno recubierta con una proteína que atraiga las células (fibronectin). El sello entonces se utiliza para transferir el modelo a una superficie, dando por resultado las “islas” a qué células adhieren. Los investigadores pueden controlar exacto la talla de las islas, y por lo tanto si las células formarán una bola o estirarán fuera.

“Con esta herramienta podemos restringir la capacidad de células individuales de extenderse, y podemos hacer así que los millares de células al mismo tiempo,” dice a Chen.

Los experimentos de McBeath mostraron que las células madres mesenquimales en las pequeñas islas balled hacia arriba y, biológico hablando, se movieron más cercano a las células gordas que se convertían, mientras que ésos en las islas grandes estiraron fuera y consiguieron más cercano a las células de hueso que se convertían. En experimentos subsiguientes, ella probó que la dimensión de una variable no se puede vencer por las señales moleculares sabidas usadas tradicionalmente para animar a las células madres mesenquimales a distinguir en precursores de la célula de la grasa o de hueso.

El “Estirar fuera activa a las células madres hacia precursores de la célula de hueso que se convierten, y no hay colección de señales gordo-encouraging vencer posteriormente el efecto temprano de la dimensión de una variable,” dice a McBeath, candidato de M.D./Ph.D. en el programa Celular y Molecular del graduado del Remedio.

McBeath también mostró que una molécula llamó RhoA, conocido para ser activado cuando las células extendidas fuera, pueden imitar el efecto de la dimensión de una variable sobre la diferenciación de células madres. RhoA activo hizo Perpetuo a las células madres moverse hacia el hueso, mientras que RhoA inactivo las activó hacia las células gordas que se convertían, incluso cuando está expuesto a los factores sabidos para animar la diferenciación hacia el tipo opuesto de la célula.

La “activación Notable, cuando las células fueron crecidas simple en platos regulares en el laboratorio, de RhoA o la desactivación reemplazó las señales usadas generalmente para dirigir su incremento hacia la grasa o hueso,” dice a McBeath. “Pero la alteración de la actividad de RhoA no podía forzar una célula redonda para convertirse en un precursor del hueso, o una célula de la extensión para convertirse en una célula gorda en nuestros micropatterns.”

Sin Embargo, ella descubrió eso que activaba la cinasa o la ROCA, que de RhoA de la enzima son giradas por RhoA, causada incluso las células balled para distinguir hacia el hueso. el 8 de Abril, en reconocimiento a su trabajo, McBeath recibió la Recompensa de la Investigación de Nupur Dinesh Thekdi como parte del Día de los 27mos Investigadores Jovenes anuales de Hopkins.

Después, los investigadores trabajarán en imaginar exactamente cómo la dimensión de una variable dicta los futuros de las células madres y qué ROCA del papel y juego de RhoA en el proceso.

Los Autores en el parte son McBeath, Chen, Dana Pirone, Celeste Nelson y Kiran Bhadriraju, todo el Johns Hopkins. La investigación fue financiada por el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales, los Institutos Nacionales del Programa de Entrenamiento del Científico Médico de la Salud, la Recompensa del Servicio de Investigación de Ruth L. Kirschstein National, y El Asiento de Whitaker.