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Los investigadores estudian cómo las células madres de la piel responden a las fuerzas

Todas las células comparten la misma clave genética, ninguna materia si son piel o neuronas. Sin embargo, estas células se exponen a tipos muy diversos de ambientes mecánicos y de tensiones mecánicas. Por ejemplo, el tejido cerebral es muy suave, mientras que el hueso es duro. Los investigadores saben que las células responden a las fuerzas extrínsecas cambiando su estructura y su expresión génica que se adaptarán mejor para sus ambientes determinados y a poder ejecutar sus funciones específicas. Los mecanismos moleculares de esta regla están, sin embargo, no todavía sin obstrucción.

“Nuestra piel nos protege contra el mundo exterior mientras que constante siendo expuesto a los insultos tóxicos, a los daños, a la radiación ULTRAVIOLETA y a la deformación mecánica. Por lo tanto es determinado importante que las células epiteliales puedan responder a las fuerzas”, dice Huy Quang Le, el científico de cabeza del estudio que conducto en el Max Planck Institute para la biología del envejecimiento, socio de la cooperación de CECAD. Los resultados se publican en biología celular de la naturaleza.

Para estudiar cómo las células epiteliales responden a las fuerzas, el Le y sus colegas utilizaron un dispositivo mecánico especial para exponer cultivos celulares de célula madre de la piel al alargamiento mecánico similar que experimentarían dentro de los tejidos. El análisis de la expresión génica de estas células madres mecánicamente estiradas usando la secuencia de la generación siguiente reveló que los millares de genes downregulated, mientras que muy pocos genes aumentaron su expresión. La investigación adicional reveló que el alargamiento indujo cambios globales en cómo la DNA se carga dentro del núcleo. Esto dio lugar a una represión dispersa de la actividad transcriptiva de la célula, así que significa que menos DNA está copiada en el ARN de mensajero para generar las proteínas. Para que una célula madre distinga, necesita transcribir un gran número de genes para detectar su configuración y función especializadas. Como resultado de la deformación mecánica, las células madres estiradas no distinguirían en presencia de una señal de la diferenciación. “Era emocionante realizar que podríamos alterar la organización estructural de la DNA simple ejerciendo fuerzas mecánicas en las células madres”, dice a Sara Wickström.

Yendo más profundo en el mecanismo celular de los cambios de la DNA, del Le y de sus colegas descubrió que las fuerzas mecánicas eran detectadas en el envolvente nuclear, una estructura que rodea la DNA y la separa del descanso de la célula. Una molécula dominante en este detectar de la fuerza era una proteína llamada el emerin, que conecta el núcleo y la DNA al citoesqueleto, la estructura del cojinete de la fuerza de la célula. Esto era determinado interesante, mientras que el emerin se transforma en una enfermedad llamada la distrofia muscular de Esmeril-Dreifus, que hace a pacientes sufrir de una degeneración de tejidos mecánicamente esforzados tales como el músculo esquelético, corazón, y también pela. “Mientras que los pathomechanisms exactos de esta enfermedad son desconocidos y faltamos el tratamiento eficiente, una meta futura importante del laboratorio es entender si los mecanismos destapados en este estudio desempeñan un papel en la patogenesia de la enfermedad”, dice a Sara Wickström. Pues las propiedades mecánicas de tejidos cambian con edad, otro objetivo es entender cómo las células madres envejecidas detectan fuerzas y cómo las propiedades mecánicas alteradas del tejido circundante alterarían esto.

Source:

University of Cologne