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DARPA conceder apoia a investigação no sentido da compreensão regeneração de tecidos

Enquanto soldados dos EUA que lutam no Iraque e no Afeganistão estão sobrevivendo lesões que em conflitos anteriores provável teria sido fatal, o número de feridos, com perda de tecido grandes nunca antes foi tão alto.

Tais lesões - a perda parcial ou completa de dígitos ou membros e deformando lesões faciais - têm afetado profundamente a qualidade de vida dos feridos, bem como apresentou um novo conjunto de desafios para a comunidade médica diante de tratá-los.

Reconhecendo a necessidade de novas abordagens que possam restaurar, ainda que parcialmente, a estrutura e função dos tecidos perdidos ou danificados, a Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) concedeu uma doação de US $ 3,7 milhões para a Universidade de McGowan Pittsburgh do Instituto de Medicina Regenerativa de supervisionar um acordo ambicioso, programa de pesquisa multi-centro para melhor compreender os intrincados processos envolvidos na cicatrização e restauração dos tecidos. Uma grande parte do esforço da equipe envolverá examinar os sistemas celulares e moleculares que permitem que certos animais completamente regenerar o tecido perdido. O objetivo final da pesquisa é identificar maneiras para melhorar a capacidade de cicatrização e restauração de tecidos em seres humanos.

Coordenar o esforço é Stephen Badylak, DVM, MD, Ph.D., professor no departamento de cirurgia da Universidade de Pittsburgh School of Medicine e diretor do Centro de pré-clínicos em Engenharia de Tecidos do Instituto McGowan Pitt. Além da Universidade de Pittsburgh, cinco outros centros estão envolvidos. Os pesquisadores dessas instituições oferecem diversas, mas complementares interesses de pesquisa. São eles:

  • Susan Braunhut, Ph.D., professor de ciências biológicas da Universidade de Massachusetts em Lowell, um biólogo celular das células tumorais e vasculares que estuda o potencial de regeneração da matriz extracelular, e Kenneth Marx, Ph.D., professor de química e um co-investigador da equipe, que desenvolve ferramentas de bioinformática para analisar e modelar sistemas biológicos complexos
  • Lorraine Gudas, Ph.D., presidente do departamento de farmacologia e Farmacêutica Revlon Professor de Farmacologia e Toxicologia, Weill Medical College of Cornell University, New York City, um especialista em farmacologia retinóide, células-tronco e diferenciação celular
  • Ellen Heber-Katz, Ph.D., professor, programa de oncogênese molecular e celular, o Instituto Wistar na Filadélfia, que já identificou um único modelo de camundongo, o rato MRL, com invulgar propriedades regenerativas e tem vindo a estudar a genética e celular, vias moleculares e imunológicos envolvidos nessa resposta
  • Shannon Odelberg, Ph.D., professor assistente, os departamentos de medicina interna e neurobiologia e anatomia da Universidade de Utah, Salt Lake City, cujo trabalho incide sobre a base molecular para a regeneração de membros em salamandras
  • Hans-Georg Simon, Ph.D., biólogo de desenvolvimento e professor assistente de pediatria, infantil Memorial Research Center e da Universidade Northwestern, em Chicago, que estuda a relação entre o desenvolvimento dos membros de vertebrados e regeneração de membros

"Nós acreditamos sinceramente que a capacidade de promover a restauração de tecidos em seres humanos não só é possível;. Ele irá de fato ser uma realidade algum dia Ao trabalhar como uma equipe e aproveitar a nossa experiência coletiva e experiência, estamos em uma posição melhor para ter sucesso em destravar o potencial regenerativo de mamíferos do que seria possível trabalhar nos silos de nossos laboratórios individuais ", disse Dr. Badylak. Os investigadores acreditam que seu objetivo é atingível devido a uma convergência de descobertas recentes feitas em seus laboratórios, assim como em outras instituições nas áreas de pesquisa com células-tronco, bioquímica da matriz extracelular e regulação da expressão gênica.

Até certo ponto, os humanos já têm a capacidade de regeneração. Por exemplo, certas células, como células do fígado e glóbulos vermelhos, podem se auto-renovar, e durante o desenvolvimento embrionário, mamíferos e pássaros podem regenerar tecidos diversos, tais como a sua e as estruturas da pele e da medula espinhal. No entanto, os seres humanos não podem realizar o mesmo truque de regrowing um membro amputado, como salamandras ou tritões pode. Isso é porque nos seres humanos as células que respondem ao local da lesão de tecido cicatricial forma, enquanto que em salamandras responder as células são geneticamente programados para se tornarem os tipos de células da estrutura perdida, com o crescimento do membro pleno e completo por dois meses.

Quando uma salamandra perde um membro, a ferida envia sinais moleculares que tecido circundante pronta para iniciar a produção de novas células progenitoras, também conhecida como células precursoras. Estas células progenitoras continuam a se dividir e formar um grande pool de células no local do ferimento, chamado blastema, que mais tarde se especializam e maduro para ajudar a formar o osso, músculo, cartilagem, nervos e pele do membro regenerado.

Embora a maioria dos mamíferos não pode restaurar o tecido de forma eficiente, um certo tipo de rato, conhecido como o rato MRL, tem recursos avançados de regeneração. O rato MRL pode regenerar uma parte da orelha, assim como seu coração após lesão do tecido.

Os pesquisadores pretendem provar que mamíferos podem formar as células progenitoras necessária para a regeneração como uma salamandra faz. Ao estudar as salamandras e camundongos MRL, os pesquisadores esperam identificar os tipos específicos de células, sinais moleculares, genes e andaimes celulares necessários para o crescimento celular regenerativo. Em essência, eles buscam um entendimento tão abrangente quanto possível dos mecanismos e processos - para obter o modelo para o crescimento regenerativo.

Com tais informações em mãos, os pesquisadores vão voltar suas atenções para os estudos usando outro modelo de mouse incapaz de restauração do tecido - representante de um modelo mais de mamíferos, incluindo seres humanos. Especificamente, eles tentarão para orquestrar a formação de um blastema em resposta a uma lesão no local onde a natureza, normalmente, dirigir a acumulação de tecido cicatricial.

"Se conseguirmos ser capaz de produzir uma resposta regenerativa em um mamífero não regenerativa, teremos superar um grande obstáculo. Nosso próximo passo seria ver, se seguir a formação do blastema, um membro funcionalmente normais ou dígito desenvolve. Se conseguirmos restauração completa da função em um mouse ou outro mamífero, parece viável que seríamos capazes de aprender com este processo e aumentar a capacidade para restauração de mais tecido eficiente e cicatrização de feridas em seres humanos ", comentou Dr. Badylak.

A 3,7 milhões dólares DARPA conceder apóia o projeto por um ano. A agência pode fornecer um financiamento adicional de até mais três anos.

http://www.med.cornell.edu