Encontrar novo podia acelerar a pesquisa para regenerar o tecido danificado

Os cientistas no centro médico de NYU Langone encontraram uma maneira de impulsionar dramàtica a eficiência do processo para transformar pilhas adultas em células estaminais pluripotent assim chamadas combinando três compostos conhecidos, incluindo a vitamina C. Usando a técnica nova nos ratos, os pesquisadores aumentaram o número de células estaminais obtidas das células epiteliais adultas mais pela dobra de 20 comparada com o método padrão. Dizem que sua técnica é eficiente e segura, e assim deve geralmente acelerar a pesquisa visada usando células estaminais para gerar virtualmente todo o tecido. As células estaminais são as pilhas imaturas ou descomprometidos que são teòrica capazes de se transformar qualquer tipo da pilha.

“Este impulso grande na eficiência dá-nos uma oportunidade agora aos mecanismos de programação da célula estaminal do estudo na alta resolução,” diz Matthias Stadtfeld, PhD, professor adjunto da biologia celular e um membro do instituto de Skirball da medicina biomolecular e a Helen L. e Martin S. Kimmel Centro para a biologia de célula estaminal no centro médico de NYU Langone, que conduziu a pesquisa.

“Este é um avanço muito emocionante,” diz Ruth Lehmann, PhD, director do centro de Kimmel para a biologia de célula estaminal e o instituto de Skirball em NYU Langone e da cadeira do departamento de biologia celular. “A nova tecnologia desenvolvida pelo laboratório de Stadtfeld para reprogram pilhas diferenciadas traz de forma eficiente e eficaz a perspectiva da tecnologia da célula estaminal para o uso seguro na medicina regenerativa sempre tanto mais próxima.”

O método padrão para reprogramming a pele, o sangue, ou outros tipos tecido-específicos da pilha “em células estaminais pluripotent induzidas” (iPSCs) foi relatado em 2006 pelo laboratório do Shinya Yamanaka da universidade de Kyoto, que ganhou mais tarde um prémio nobel para a realização. O método envolve a expressão artificial de quatro os genes chaves OKSM dublados (para Oct4, Klf4, Sox2 e myc) cuja a actividade colectiva incita lentamente pilhas em um estado imaturo bem como aquela de uma célula embrionária adiantada.

Em princípio, um poderia tomar uma amostra de pilhas de uma pessoa, para induzir as pilhas para transformar-se iPSCs, a seguir para multiplicar os iPSCs em um prato do laboratório e para estimulá-los para amadurecer-se para tipos adultos desejados tais como o sangue, cérebro da pilha ou coração-que então poderia ser usado para substituir o tecido ferido ou doente naquele o mesmo indivíduo.

Mas há muitos obstáculos técnicos formidáveis, entre que está a baixa eficiência de protocolos actualmente usados. Converter a maioria de tipos da pilha em iPSCs estáveis ocorre em taxas de 1 por cento ou menos, e o processo pode tomar semanas.

Os pesquisadores têm procurarado no mundo inteiro por maneiras de impulsionar esta eficiência, e em alguns casos relataram ganhos significativos. Estes procedimentos, contudo, alteram frequentemente os genes celulares vitais, que podem causar problemas para terapias potenciais. Para o estudo novo, relatado hoje em linha em relatórios da célula estaminal, o Dr. Stadtfeld e sua equipe do laboratório decidiram tomar uma aproximação menos invasora e investigar os compostos químicos que modulam transiente as enzimas que estam presente na maioria de pilhas. “Nós quisemos especialmente conhecer se estes compostos poderiam ser combinados para obter células estaminais na eficiência elevada,” o Dr. Stadtfeld dizemos.

Dois destes compostos influenciam os caminhos conhecidos da sinalização, chamados Wnt e TGF-β, que regulam processos crescimento-relacionados múltiplos nas pilhas. O terço é a vitamina C (igualmente conhecida como o ácido ascórbico). Mais conhecido como um antioxidante poderoso, a vitamina foi descoberta recentemente para ajudar na indução do iPSC ativando as enzimas que remodelam a cromatinaque o andaime espiral para ADN-a regula a expressão genética.

Simon Vidal, um aluno diplomado no laboratório de Stadtfeld, e Bhishma Amlani, um pesquisador pos-doctoral, olhado primeiramente em fibroblasto da pele do rato, o tipo o mais comum da pilha usado para a pesquisa do iPSC. Adicionando aos fibroblasto projetados para expressar a vitamina C de OKSM, um composto para activar a sinalização de Wnt, ou um composto para inibir a sinalização de TGF-β aumentaram a eficiência da iPSC-indução fraca a aproximadamente 1% após uma semana da cultura celular. Combinar quaisquer dois trabalhou um bit melhor. Mas combinar todos os três trouxe a eficiência a aproximadamente 80 por cento no mesmo período de tempo.

Em uma outra série de experiências a equipe trabalhou com pilhas do ancestral do sangue, que substituem geralmente os glóbulos perdidos após ferimento ou a infecção. O método de OKSM no seus próprios pode lentamente converter estas pilhas às células estaminais com até 30 por cento de eficiência. Usar OKSM junto com os três compostos trouxe a eficiência a quase 100 por cento em menos do que uma semana. Os pesquisadores igualmente conseguiram quase 100 por cento de rendimento em pilhas do ancestral do fígado do rato.

O Dr. Stadtfeld espera que estes aumentos acentuados em taxas de conversão de pilhas adultas embrionário-como em células estaminais facilitarão os estudos futuros do processo da indução do iPSC, simplesmente fazendo a essa indução um evento mais predizível. “É apenas muito mais fácil esta maneira de estudar os mecanismos que governam reprogramming, assim como detecta todas as características indesejadas que possam se tornar nos iPSCs,” ele disse.

A vitamina C e os dois compostos usados para manipular os caminhos de Wnt e de TGF-β são estudados extensamente e considerado para ter poucos efeitos desconhecidos ou perigosos, os pesquisadores disseram. Pelo contraste, o uso de OKSM causou em alguns casos características indesejadas nos iPSCs, tais como defeitos desenvolventes. Fazendo a indução do iPSC mais rápida e eficiente, embora, a técnica nova do Dr. Stadtfeld pôde igualmente fazer as células estaminais resultantes mais seguras. “Concebìvel reduz o risco de anomalias smoothening para fora o processo reprogramming,” o Dr. Stadtfeld diz. “Que é uma das edições nós estamos continuando.”