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Os pesquisadores estudam como as células estaminais da pele respondem às forças

Todas as pilhas compartilham do mesmo código genético, nenhuma matéria se são pele ou neurónios. Contudo, estas pilhas são expor aos tipos muito diferentes de ambientes mecânicos e de esforços mecânicos. Por exemplo, o tecido de cérebro é muito macio, visto que o osso é duro. Os pesquisadores sabem que as pilhas respondem às forças extrínsecos mudando sua estrutura e sua expressão genética a ser seridas melhor para seus ambientes particulares e a poder executar suas funções específicas. Os mecanismos moleculars deste regulamento são, contudo, não ainda claros.

“Nossa pele protege-nos contra o mundo exterior ao constantemente ser expor aos insultos tóxicos, aos ferimentos, à radiação UV e à tensão mecânica. Conseqüentemente é particularmente importante para células epiteliais poder responder às forças”, diz Huy Quang Le, cientista principal do estudo que foi conduzido no Max Planck Institute para a biologia do envelhecimento, um sócio da cooperação de CECAD. Os resultados são publicados na biologia celular da natureza.

Para estudar como as células epiteliais respondem às forças, o Le e seus colegas usaram um dispositivo mecânico especial para expr culturas de célula estaminal da pele ao estiramento mecânico similar que experimentariam dentro dos tecidos. A análise da expressão genética destas células estaminais mecanicamente esticadas que usam arranjar em seqüência da próxima geração revelou que os milhares de genes downregulated, visto que muito poucos genes aumentaram sua expressão. Uma pesquisa mais adicional revelou que o estiramento induziu mudanças globais em como o ADN é embalado dentro do núcleo. Isto conduziu a uma repressão difundida da actividade transcricional da pilha, assim que significa que menos ADN está copiado no RNA de mensageiro para gerar proteínas. Para que uma célula estaminal diferencie-se, precisa de transcrever um grande número genes para adquirir suas arquitetura e função especializadas. Em conseqüência da tensão mecânica, as células estaminais esticadas não se diferenciariam na presença de um sinal da diferenciação. “Era emocionante realizar que nós poderíamos alterar a organização estrutural do ADN simplesmente exercendo forças mecânicas nas células estaminais”, diz Sara Wickström.

Indo mais profundo no mecanismo celular dos rearranjos do ADN, do Le e dos seus colegas encontrou que as forças mecânicas estavam detectadas no envelope nuclear, uma estrutura que cercasse o ADN e o separasse do resto da pilha. Uma molécula chave nesta detecção da força era uma proteína chamada o emerin, que liga o núcleo e o ADN ao cytoskeleton, a estrutura do rolamento da força da pilha. Isto era particularmente interessante, enquanto o emerin é transformado em uma doença chamada a distrofia muscular de Esmeril-Dreifus, que faz com que os pacientes sofram de uma degeneração de tecidos mecanicamente esticados tais como o músculo esqueletal, coração, e igualmente descasca. “Enquanto os pathomechanisms precisos desta doença são desconhecidos e nós faltamos o tratamento eficiente, um objetivo futuro principal do laboratório é compreender se os mecanismos descobertos neste estudo jogam um papel na patogénese da doença”, diz Sara Wickström. Porque as propriedades mecânicas dos tecidos mudam com idade, um outro objetivo é compreender como as células estaminais envelhecidas detectam forças e como as propriedades mecânicas alteradas do tecido circunvizinho alterariam esta.

Source:

University of Cologne