Les Scientifiques dévoilent le mécanisme de la régénération de foie

La seule capacité du foie parmi des organes de se régénérer a été peu comprise. Maintenant les scientifiques de Faculté de Médecine de Weill Cornell ont jeté la lumière sur la façon dont le foie se restaure en expliquant ce des cellules endothéliales -- les cellules qui forment la garniture des vaisseaux sanguins -- jouez une fonction clé.

Les résultats de leur étude sont publiés aujourd'hui dans l'édition en ligne de la Nature de tourillon, avec une étude d'accouplement dans la question du 24 octobre de la Biologie Cellulaire de Nature décrivant comment des cellules endothéliales sont lancées pour initier la régénération d'organe.

On l'a longtemps su que les cellules endothéliales conduisent passivement le sang, réussissant l'oxygène, des éléments nutritifs et des rebuts métaboliques à et des tissus par des parois capillaires. Cependant, dans les études publiées ces dernières années, les chercheurs de Weill Cornell ont expliqué que les cellules endothéliales influencent activement le renouvellement automatique de certaines populations de cellule souche et la régénération du tissu. Maintenant, ces scientifiques ont découvert rôle le « instructif » des cellules endothéliales dans la régénération de foie. De Plus, les chercheurs croient que dans les années à venir il sera possible de faciliter guérir les foies abîmés en transplantant certains types de cellules endothéliales avec des cellules de foie.

« Nous avons constaté que les cellules spécialisées de vaisseau sanguin dans le foie -- un type particulier de cellule endothéliale sinusoïdale -- initiez et supportez la régénération de foie par la production des facteurs de croissance que nous avons recensés. Ceci trouvant ouvrira la trappe pour concevoir des traitements neufs pour traiter les foies abîmés, » dit l'auteur supérieur de l'étude, M. Shahin Rafii, qui est l'Arthur B. Belfer Professeur en Médicament Génétique et codirecteur de l'Institut de Cellule Souche d'Ansary à la Faculté de Médecine de Weill Cornell et à un chercheur de Howard Hughes Medical Institute.

Le foie remplit beaucoup de fonctionnements physiologiques, y compris convertir des éléments nutritifs en composants du sang essentiels ; enregistrer des vitamines et des minerais ; produisant la bile pour assimiler des graisses ; caillots sanguins de réglementation ; et substances métabolisantes et de détoxications qui seraient autrement nuisibles. Quand le foie fonctionne mal, les conséquences peuvent être graves. L'Insuffisante hépatique, due à la cirrhose, formes variées d'hépatite, et d'autres maladies, tue environ 60.000 Américains par an. Mais la capacité du foie pour la régénération est étonnante.

« Jusqu'à notre étude, aux voies moléculaires et cellulaires qui initieraient et mettre à jour la régénération de foie n'ont pas été connus, » dit le M. le Bi-Sénateur Ding, auteur de l'étude le premier et un boursier post-doctoral supérieur dans le laboratoire de M. Rafii's. « Essaye de transplanter des hépatocytes [cellules de foie] directement dans le foie mené à la réussite très limitée. Mais maintenant nous avons recensé les cellules endothéliales sinusoïdales de foie (LSECs) -- cela, une fois lancé, soyez critique à la régénération de foie et pouvez activer la greffe correcte quand des hépatocytes sont implantés dans le foie blessé. »

L'équipe de M. Rafii a déterminé le mécanisme par lequel LSECs règlent la régénération de foie en étudiant ce procédé chez les souris génétiquement conçues dont les foies étaient de 70 pour cent retirés. Par une suite d'expériences comportant l'implantation stratégique de cellule endothéliale, l'équipe a constaté que seulement ces LSECs dont les gènes produisaient les facteurs de croissance Id1 ou Wnt2 d'angiocrine et « facteur de croissance de hépatocyte » (HGF) initierait et supporterait la régénération de foie. On le pense que Wnt2 et HGF fonctionnent ensemble en initiant la régénération, et que le LSECs et les cellules de foie doivent être l'un à côté de l'autre pour la régénération réussie étaient les recherches de clés.

« Par Conséquent, pour régénérer un foie durable, nous pouvons avoir besoin des hépatocytes de Co-greffe avec l'endothélium correctement lancé, qui produit les bons facteurs de croissance pour que les hépatocytes fixent, pour se développent et connecter à d'autres pièces du foie. la Co-Greffe de l'endothélium lancé amorcé avec des cellules de foie peut être une étape importante pour concevoir de futurs traitements pour régénérer le foie, » dit M. Ding.

En Dépit de ces analyses neuves, M. Rafii indique une énigme non résolue : Comment est-ce que les cellules endothéliales sentent la perte de tissu de foie et initient le procédé de régénération ? La « Modification du flux sanguin pourrait être l'une des possibilités, » suggère M. Sina Rabbany, l'auteur de Co-sénior d'étude, qui est un professeur de complément chez Weill Cornell et professeur de la bio-ingénierie à l'Université de Hofstra. « Il est réputé que les cellules endothéliales puissent sentir les changements subtile du flux sanguin parce qu'elles sont situées à la surface adjacente entre le flux sanguin et la paroi de vaisseau sanguin. La perte d'un lobe de foie les efforts modifiera inévitablement de flux sanguin de configurations et de donner droit de cisaillement local qui sont dirigés à nouveau dans les lobes restants. Ce changement du procédé bioméchanique de transduction fait partie d'un système complexe vraisemblablement « lancent » des cellules endothéliales pour produire des facteurs de croissance hépatocyte-actifs. »

M. David Lyden, un co-auteur sur le papier et le Professeur Agrégé de Stavros Niarchos en Cardiologie Pédiatrique à la Faculté de Médecine de Weill Cornell, dit, « C'est une étude importante. En visant les gènes endothélial-particuliers tels qu'Id1, comme recensé dans cette recherche, J'espère qu'elle facilitera le design des traitements neufs pour traiter des gens avec l'affection hépatique, si en raison de l'infection, du cancer, ou des dégâts aigus ou à long terme. »

Plus tôt cette année, l'équipe de Rafii a développé une technique neuve et a décrit un mécanisme nouveau pour transformer les cellules souche embryonnaires et pluripotent humaines en cellules endothéliales abondantes et fonctionnelles, qui sont critiques à la formation des vaisseaux sanguins. L'élan neuf permet à des scientifiques de produire des quantités pratiquement illimitées de cellules endothéliales durables -- plus de 40 fois la quantité possible avec des élans précédents. « Ces cellules endothéliales embryonnaire-dérivées peuvent fournir une plate-forme utile pour augmenter le foie et des cellules souche de sang pour la greffe thérapeutique, » indique M. Zev Rosenwaks, qui est un co-auteur dans cette étude et directeur et médecin-dans-responsable de Ronald O. Perelman et Centre de Claudia Cohen pour le Médicament Reproducteur, ainsi que le directeur de l'Ensemble Initiatique de Dérivation de Cellule Souche Tri Institutionnelle à la Faculté de Médecine de Weill Cornell.

« Une des découvertes les plus remarquables de nos études est la réalisation que les cellules endothéliales dans chaque organe sont fonctionellement différentes, et produit une fois lancé un seul ensemble de facteurs de croissance, » M. Rafii de conditions. « Le défi qui se trouve en avant est de découvrir les facteurs de croissance organe-particuliers produits par les cellules endothéliales qui initient la régénération de cet organe particulier. Puis, ces facteurs ont pu être exploités thérapeutiquement pour induire la régénération sélectrice d'un organe sans affecter d'autres. »

Comment les Cellules Endothéliales Vasculaires Remplacent la Différenciation de Cellules Souche de Sang et de Cellules Souche de Contrôle

Une Autre étude par le même groupe, publié dans la question du 24 octobre de la Biologie Cellulaire de Nature, examine comment un type assimilé de cellules endothéliales sinusoïdales qui introduisent la régénération de foie également sont lancés pour remplacer des cellules souche de sang et pour régler leur différenciation dans les types de globules variés dans la moelle osseuse. Les découvertes peuvent être employées pour produire des quantités de masse de cellules souche après traumatisme au micro-environnement de la moelle osseuse.

Après des préjudices de radiothérapie ou de chimiothérapie thérapeutique, les cellules souche dans la moelle osseuse sont blessées, entravant la production des globules sanguins. Quelques patients remarquent le traumatisme sévère et potentiellement irréversible à leur capacité de produire des globules sanguins. Jusqu'ici elle a été peu claire comment le fuselage signale ces cellules souche pour régénérer et différencier dans les cellules qui forment des globules sanguins.

Le M. Rafii et son laboratoire ont prouvé que les cellules endothéliales déchargent des facteurs de croissance particuliers d'angiocrine dans l'environnement de la moelle osseuse, indiquant le fuselage produire plus de cellules souche. Les chercheurs ont prouvé que l'Akt-Voie est lancée dans les cellules endothéliales, qui allume l'expression d'un groupe de facteurs de croissance qui induit la moelle osseuse pour produire plus de cellules souche. Après le lancement de l'Akt-Voie, la voie de kinase de PLAN est lancée, qui stimule la production des facteurs d'angiocrine qui règlent la différenciation des cellules souche dans les cellules variées requises pour composer le sang.

Les Résultats de l'étude affichent une augmentation de 10 fois de production de cellule souche dans les modèles de souris qui expriment des niveaux plus élevés d'Akt sélecteur en cellules endothéliales, en comparaison avec des souris de contrôle. Si prouvé applicable chez l'homme, les découvertes peuvent mener à une voie neuve de soigner des patients souffrant des déficits de moelle osseuse.

« Vous essentiellement produisez un bioréacteur de culture cellulaire capable de produire un grand nombre de cellules souche ainsi que mûrissez les globules sanguins, qui peuvent restaurer la moelle osseuse après traumatisme, » dit M. Jason Butler, qu'avec M. Hideki Kobayashi est les Co-premiers boursiers post-doctoraux de l'auteur et du sénior de l'étude dans le laboratoire de M. Rafii's.

« Au Moyen des cellules endothéliales organe-particulières correctement lancées propager assez de cellules de cheminée et d'ancêtre, de ce type de la moelle osseuse et du foie, ainsi au moyen de eux peut être utilisée cliniquement a des implications thérapeutiques grandes non seulement pour le médicament régénérateur, mais également pour l'étude des maladies génétiques, » conclut M. Rafii.

Source:

: Faculté de Médecine de Weill Cornell