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Células artificiales para devorar a undesirables: una entrevista con el Dr. Takanari Inoue

Dr. Takanari InoueTHOUGHT LEADERS SERIES...insight from the world’s leading experts

¿Por qué es el retiro de células de muerte y de otros “desperdicios” en la carrocería un trabajo tan importante?

Si los desperdicios no se quitan, las condiciones patológicas pueden convertirse. Por ejemplo, en una condición, la cuenta del neutrófilo disminuye importante. Los neutrófilos quitan patógeno y la gente con una cuenta reducida del neutrófilo es una infección más propensa, especialmente a las bacterias raras que no causarían la infección en condiciones normales.

También crecemos los desperdicios en la carrocería mientras que las células mueren y consiguen recicladas. Las células de muerte necesitan ser quitadas porque son muy tóxicas al ambiente circundante. Las células contienen biomoléculas peligrosas tales como enzimas que hiendan las proteínas, DNA y ARN.

¿Cómo quitan a estos undesirables generalmente de la carrocería?

Los neutrófilos y los macrófagos son los dos colectores de basura principales. Éstos se refieren como fagocitos, las células que comen otros componentes.

Los neutrófilos apuntan sobre todo fuera de enemigos tales como patógeno y bacterias, mientras que los macrófagos apuntan generalmente los desperdicios internos tales como células de muerte y células senescentes.

Los neutrófilos y los macrófagos utilizan una estrategia similar para quitar a esos undesirables. Primero, se trasladan al sitio donde están los undesirables. Generalmente, estos undesirables liberan las substancias químicas que los neutrófilos y los macrófagos utilizan como señal de entrada para localizar sus sitios.

Una vez que alcanzan sus sitios del objetivo, los neutrófilos y los macrófagos comunican con los undesirables, para confirmarlos deben definitivamente ser quitados. Entonces comienzan a activar el citoesqueleto interno que es contiene la maquinaria de la actinia. El tuerce físicamente las membranas de macrófagos y de neutrófilos, que ayuda a engullir o injiere a los undesirables.

Después, los undesirables injeridos funden a los lisosomas, que son pequeños organelos dentro de las células que contienen las enzimas digestivas. Analizan a los undesirables de modo que los contenidos tóxicos de las células de muerte' no sean liberados en el ambiente.

¿El proceso de la fagocitosis es limitado tan por el número de macrófagos y de neutrófilos?

Pienso que la respuesta está sí, porque cuando se agota la cuenta del neutrófilo de una persona, son infección bacteriana muy propensa. Una cuenta de disminución del neutrófilo se correlaciona fuertemente con una disminución del mecanismo de defensa.

¿Por qué no pueden otros tipos de célula realizar fagocitosis y cuál son las herramientas de la condición atmosférica mínima una célula necesitan comer otros?

La fagocitosis es un proceso muy elaborado - la baja química inicial para localizar a los undesirables, seguidos por el proceso de la consumición. Estos procesos requieren por lo menos docenas, si no centenares, de hacer señales componentes. Usted necesita tener el equipo correcto de moléculas en el momento adecuado.

Los neutrófilos y los macrófagos se distinguen altamente para realizar fagocitosis. Ambos glóbulos blancos originan de las mismas células madres, pero por otra parte distinguen en tipos individuales sumamente especializados de la célula.

Independientemente del epitelio retiniano del pigmento, la mayoría de la otra célula pulsa hacia adentro la carrocería no es capaz de fagocitosis. Hacen los componentes genéticos necesitar, pero no son capaces de girar esos genes en el momento adecuado.

¿Puede usted contornear por favor su investigación que en las células normalmente inertes que observan implicadas y el intentar hacerlos capaces de reconocer y de engullir las células de muerte?

Ésa era una combinación de nuevas y viejas técnicas. La nueva técnica es lo que desarrollamos y publicamos en nuestro actual trabajo y se llama despliegue superficial Dimerización-Inducido (despliegue). Básicamente, desarrollamos una técnica a rápidamente e inducibly las moléculas del despliegue del interés en la superficie de la célula. Esto permite que presentemos las moléculas que reconocen a los undesirables.

La vieja técnica es activar la maquinaria de la actinia para inducir la deformación de la membrana. Introducimos una molécula genético transformada llamada Rac, que es siempre activo, para aumentar la deformación de la membrana.

Combinando estas dos técnicas, podemos hacer las células fagocitarias. Inducese a las células inertes que no podrían realizar de otra manera fagocitosis se pueden que realicen fagocitosis.

¿Cuáles eran los retos principales que usted hizo frente?

Hicimos frente a dos retos. Durante el revelado de la técnica del despliegue, habíamos presumido cómo las cosas trabajarían, pero la juicio inicial no se resolvió.

La técnica del despliegue requiere dos componentes: uno en la membrana de plasma y otro en el complejo de Golgi. Hicimos diversas versiones de estos dos componentes e intentamos combinarlos de modo que pudiéramos encontrar cuál encontrado nuestro patrón. Ése era el primer reto.

El segundo reto se refirió al uso lógico. Una vez que establecimos el despliegue, quisimos utilizar eso para la fagocitosis. La idea inicial era hacer las células sanas las células de muerte miméticas de modo que pudieran ser comidas por los macrófagos.

Cuando, quisimos descubrir cuáles era la transmisión de señales mínima requerida para que las células sean reconocidas y comidas por los macrófagos. Eso no se resolvió y todavía no lo hemos imaginado.

Presentamos un ` me comemos' señal porque el presente de muerte de las células un ` me come generalmente' señal en su superficie que sea reconocida por los macrófagos. Sin embargo, visualizando que la señal no se resolvió de alguna manera. Después cambiamos nuestro modo de ver y agregamos las células que pueden comer las células de muerte.

¿Las células engullidas fueron analizadas como en fagocitosis natural?

Estamos interesados hacia adentro si las células que se engullen artificial degradan luego o no. Sin embargo, era difícil informar si las células engullidas estaban activas o muertas. Eran ya apoptotic, así que diría que morían, pero no sabemos si experimentaron la degradación luego.

Era experimental desafiadora. Contamos con real que no estén degradados, porque no giramos el proceso lysosomal de la fusión. Que el proceso requiere una proteína llamó Rab5 y no giramos eso que hacía señales camino conectado. No pensamos que las células engullidas eran analizadas pero no teníamos pruebas directas.

¿Qué impacto usted piensa este estudio tiene?

Hay dos impactos importantes. Uno se asocia a la técnica del despliegue. Somos orgullosos de esta técnica porque tiene cinética rápida, significando nosotros podemos presentar una proteína del interés en la superficie de la célula en el plazo de una hora.

La superficie de la célula es crítica para las células que obran recíprocamente con el ambiente, que incluye otras células y la matriz extracelular que soporta esas células. La mayor parte de la información viene desde fuera de la célula y el proceso de la información se inicia en la superficie de la célula. Ahora tenemos una manera de manipular la fuente de información de una manera rápidamente inducible, que es un logro muy importante.

El segundo impacto se refiere a la fagocitosis artificial. Intentamos imitar lo que hacen los macrófagos en la carrocería y qué estamos haciendo con el sistema somos un buen asiento para la ingeniería adicional. Esperamos que la degradación fuera mucho más eficiente que el proceso natural y pensarnos puede poder crear fagocitos estupendos.

Podemos también poder a las células o a los desperdicios de objetivo con excepción de las células de muerte, tales como células cancerosas. Si podríamos dirigir los fagocitos artificiales que pueden apuntar las células cancerosas o las placas amiloide-beta que causan la enfermedad de Alzheimer, por ejemplo, que podría ser muy influyente en una fijación clínica.

¿Cuáles son los pasos siguientes en su investigación?

Quisiéramos terminar la fagocitosis y la degradación artificiales de células engullidas, pero esto requiere el revelado de una nueva técnica.

Rab5 es responsable de la acción lysosomal de la fusión, y tenemos una idea muy buena de cómo girar esta molécula, pero preferiríamos simplificar esto y fundir directamente las células engullidas.

Las células engullidas son envueltas hacia arriba por la membrana, así que quisiéramos fundir esta membrana al lisosoma para poder analizar la célula engullida.

¿Cuáles son las implicaciones futuras potenciales de la capacidad de utilizar las células artificiales para reconocer y para engullir las células de muerte?

La fagocitosis artificial puede ser más eficiente que el proceso natural y nosotros podemos también poder apuntar otros tipos de células patológicas, tales como células cancerosas. Para lograr eso, nos estamos preguntando sobre usar la técnica del despliegue para presentar el anticuerpo que reconoce las moléculas de la firma en la superficie de células cancerosas.

Para nuestra técnica del despliegue, necesitamos hacer la DNA que funde nuestros componentes moleculares con el anticuerpo. Los anticuerpos son muy desafiadores codificar pero hay un anticuerpo que se hace de una única cadena. Hay las especies animales determinadas que producen esos anticuerpos de cadena simple y pueden ser codificados por el plásmido de la DNA. Estamos investigando esto para ver si podemos apuntar las células cancerosas, amiloide-beta, y a otros undesirables en nuestras carrocerías.

¿Dónde pueden los programas de lectura encontrar más información?

Para la información, visite por favor: www.jhu.edu/inouelab.

Sobre el Dr. Takanari Inoue

El Dr. Takanari Inoue es profesor adjunto de la biología celular en la Facultad de Medicina de la Universidad John Hopkins. Su investigación se centra en la biología celular sintetizada para disecar y para reconstituir redes de transmisión de señales complejas. Los estudios de laboratorio de Inoue los mecanismos de retroalimentación positiva que son la base de quimiotactismo del neutrófilo, así como tratamiento de la información spatio-temporal. Sus personas también intentan entender cómo la morfología de la célula afecta a funciones bioquímicas.

El Dr. Inoue recibió su licenciatura en artes y ciencias y su Ph.D. en ciencia farmacéutica de la universidad de Tokio. Él terminó el entrenamiento postdoctoral en biología de la substancia química y de sistemas en la Universidad de Stanford. Él ensambló a la facultad de Johns Hopkins en 2008.

Él es una pieza de la sociedad japonesa para las ciencias farmacéuticas y de la sociedad americana para la biología celular.

El Dr. Inoue ha sido autor de varias publicaciones par-revisadas y lleva a cabo una patente para “los Ligands del receptor IP3.”

April Cashin-Garbutt

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April Cashin-Garbutt

April graduated with a first-class honours degree in Natural Sciences from Pembroke College, University of Cambridge. During her time as Editor-in-Chief, News-Medical (2012-2017), she kickstarted the content production process and helped to grow the website readership to over 60 million visitors per year. Through interviewing global thought leaders in medicine and life sciences, including Nobel laureates, April developed a passion for neuroscience and now works at the Sainsbury Wellcome Centre for Neural Circuits and Behaviour, located within UCL.

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