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Grande promessa della tenuta embrionale delle cellule staminali per scienza biomedica

Con il loro potenziale di trattare una vasta gamma di malattie e di scoprire i trattamenti fondamentali che piombo a quelle malattie, le cellule staminali embrionali (ES) tengono la grande promessa per scienza biomedica. Una serie di transenne, sia scientifiche che non scientifiche, tuttavia, hanno precluso gli scienziati dal raggiungimento del sacro Graal di usando queste celle speciali per trattare la malattia di cuore, il diabete, Alzheimer ed altre malattie.

In un 13 giugno pubblicato documento in natura, gli scienziati all'istituto di Salk per gli studi biologici riferiscono la scoperta del quel ciclo delle cellule di es dentro e fuori “di uno stato magico„ nelle fasi iniziali di sviluppo dell'embrione, durante cui una batteria dei geni essenziali per la potenza delle cellule (la capacità di una cella generica di differenziarsi, o svilupparsi, in una cella con le funzioni specializzate) è attivata. Questo stato unico, chiamato totipotency, le celle di elasticità es la loro capacità unica di trasformarsi in tutta la cella digitano dentro l'organismo, così rendendo loro gli obiettivi terapeutici attraenti.

“Questi risultati,„ dice l'autore Samuel senior L. Pfaff, un professore nel laboratorio dell'espressione genica di Salk, “dia la nuova comprensione nella rete dei geni importanti al potenziale inerente allo sviluppo delle celle. Abbiamo identificato un meccanismo che risistema le cellule staminali embrionali ad uno stato più giovanile, in cui sono più plastica e quindi potenzialmente più utili in terapeutica contro la malattia, la ferita e l'invecchiamento.„

Le celle di es sono come mastice sciocco che può essere indotto, in giuste circostanze, per essere specializzato cella-per l'esempio, le cellule epiteliali o pancreatico cella-nell'organismo. Nelle fasi iniziali dello sviluppo, quando un embrione contiene soltanto cinque - otto celle, le cellule staminali sono totipotent e possono svilupparsi in qualunque tipo delle cellule. Dopo i tre - cinque giorni, l'embrione si sviluppa in una palla delle celle chiamate un blastocyst. In questa fase, le cellule staminali sono pluripotent, significando essi possono svilupparsi in quasi qualunque tipo delle cellule. In modo che le celle da differenziarsi, i geni specifici all'interno delle celle devono essere accesi.

Pfaff ed i suoi colleghi hanno eseguito il RNA che ordina (una nuova tecnologia derivata da sequenziamento del genoma per riflettere che geni sono attivi) sulle celle acerbe dell'uovo del mouse, chiamate ovociti ed embrioni della due-cella-fase per identificare i geni di cui sono accesi appena prima e subito dopo di fertilizzazione. Il gruppo di Pfaff ha scoperto una sequenza dei geni legati a questo stato privilegiato del totipotency ed ha notato che i geni sono stati attivati dai retroviruses adiacente alle cellule staminali.

Quasi 8 per cento del genoma umano si compongono delle reliquie antiche delle infezioni virali che si sono presentate nei nostri antenati, che sono stati passati di generazione in generazione ma non possono produrre le infezioni. Pfaff ed i suoi collaboratori hanno trovato che le celle hanno usato alcuni di questi virus come strumento per regolamentare le opzioni di accensione per i loro propri geni. “L'evoluzione ha detto, “produrremo la limonata dai limoni ed usiamo questi virus al nostro vantaggio, “„ Pfaff dice. Facendo uso del resti dei virus antichi accendere le centinaia di geni ad un momento specifico di tempo nello sviluppo iniziale dell'embrione dà a celle la capacità di trasformarsi in qualunque tipo di tessuto nell'organismo.

Dalle loro osservazioni, gli scienziati di Salk dicono che questi virus sono molto strettamente controllato-essi non sanno perché-e attivo soltanto durante la breve finestra durante lo sviluppo embrionale. I ricercatori hanno identificato le celle di es nell'embriogenesi iniziale e poi più ulteriormente hanno sviluppato gli embrioni e li hanno coltivati in un piatto del laboratorio. Hanno trovato che un gruppo raro di celle speciali di es ha attivato i geni virali, distinguente li da altre celle di es nel piatto. Usando i retroviruses al loro vantaggio, Pfaff dice, queste celle rare ritornate ad un più stato di plastica e giovanile ed hanno avute così maggior potenziale inerente allo sviluppo.

Il gruppo di Pfaff egualmente ha scoperto che quasi tutto il ciclo delle cellule di es dentro e fuori di questo modulo privilegiato, una funzionalità delle celle di es che è stata poco apprezzata dalla comunità scientifica, dice primo l'autore Todd S. Macfarlan, un ex ricercatore postdottorale nel laboratorio di Pfaff che recentemente accettato una posizione della facoltà all'istituto nazionale di Eunice Kennedy Shriver della salute dei bambini e dello sviluppo umano. “Se questo ciclo è impedito accadere,„ dice, “l'intervallo completo di potenziale delle cellule sembra essere limitato.„

È troppo in anticipo per dire se questo “stato magico„ è un momento opportuno raccogliere le celle di es per gli scopi terapeutici. Ma, Pfaff aggiunge, con la forzatura delle celle in questo stato privilegiato, scienziati potrebbe potere identificare i geni per assistere nell'ampliamento dei tipi di tessuti che possono essere prodotti.

“C'è campagna pubblicitaria tremenda sopra le applicazioni pratiche delle cellule staminali embrionali nelle situazioni cliniche,„ dice. “La lotta in laboratori nel mondo intero è che i più piccoli cambiamenti nelle condizioni ambientali potrebbe sottile ed imprevedibile avere un effetto su queste celle. Così, il più che conosciamo circa i bisogni stati necessari affinchè queste celle possiamo generare una gamma completa di tipi del tessuto, più ricchi saremo.„ Mentre i risultati fanno luce sulla biologia di base delle cellule staminali embrionali, Pfaff dice che c'è ancora “un modo lungo andare„ in termini di loro valore pratico e clinico.