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I comandi di sistema immunitario eye la rigenerazione del tessuto in zebrafish, ritrovamenti della ricerca

I ricercatori al rapporto della medicina di Johns Hopkins provano che la capacità naturale degli zebrafishes di rigenerare il tessuto retinico dei loro occhi può essere accelerata gestendo i sistemi immunitari dei pesci. Poiché l'evoluzione probabilmente ha conservato questo meccanismo di potenziale a ricupero in altri animali, i nuovi risultati possono gli sforzi di avanzamento dell'un giorno per combattere il danno degenerante di malattia dell'occhio in esseri umani.

“Al livello cellulare, gli zebrafish e gli occhi umani sono notevolmente simili,„ dice Jeffrey Mumm, il Ph.D., professore associato dell'oftalmologia alla scuola di medicina di Johns Hopkins University. Infatti, sia gli occhi di zebrafish che dell'essere umano contengono il glia di Müller, una cellula staminale che “viscoelastica„ il tipo quel dà a zebrafish le loro abilità a ricupero notevoli.

In un rapporto sui loro esperimenti, pubblicati aprile 2017 negli atti dell'Accademia nazionale delle scienze, i ricercatori dicono che hanno trovato la prova che il microglia, un tipo delle cellule trovato nella maggior parte dei sistemi immunitari innati delle vertebre, pregiudica la risposta a ricupero dei glia di Müller e può essere sfruttato per accelerare la crescita di nuovo tessuto nella retina.

Per lo studio, i ricercatori hanno creato un modello della malattia retinica degenerante umana, retinite pigmentosa, in zebrafish incorporando un gene per un enzima specializzato nei bastoncelli della retina del pesce. L'enzima ha la capacità novella di convertire un prodotto chimico, metronidazole, in tossina, che permette che i ricercatori uccidano selettivamente le celle che lo esprimono.

Dopo l'inizio della perdita del fotoricettore nelle retine del pesce, i ricercatori hanno riflesso la risposta del sistema immunitario tenendo la carreggiata l'attività di tre tipi di celle immuni fluorescente contrassegnate nella zona dell'occhio: neutrofili, microglia e macrofagi periferici. Potevano seguire l'attività delle celle immuni facendo uso della rappresentazione 3-D al rallentatore di microscopia delle retine del pesce e trovare che i neutrofili, il tipo di celle immuni che sono tipicamente i primi radar-risponditore alla lesione del tessuto, erano in gran parte insensibili alla morte del fotoricettore.

Egualmente hanno osservato che i macrofagi periferici hanno percepito la lesione, ma non potevano penetrare la barriera sangue-retinica per accedere alle celle di morte. Il Microglia era le sole celle i ricercatori hanno veduto che a cui potevano sia risponda alla lesione che raggiunga le celle danneggiate.

“Potremmo vedere che i macrofagi periferici hanno voluto fare qualcosa, ma non potrebbero accedere. I neutrofili nemmeno hanno individuato che che qualcosa era accaduto, ma il microglia era al giusto posto al momento giusto,„ dice Mumm.

L'edilizia sulla prova che il microglia era nel gioco durante la lesione, i ricercatori ha effettuato le prove in zebrafish con l'enzima specializzato incorporato sia nei bastoncelli che nelle celle microglial, eliminanti entrambi i tipi delle cellule per chiedere che gioco di microglia di ruolo durante la rigenerazione. Hanno trovato che quando il microglia egualmente è stato perso, il glia di Müller non ha mostrato quasi attività a ricupero dopo i tre giorni del ripristino, rispetto a circa 75 per cento di rigenerazione nella popolazione di controllo.

Poi hanno usato una droga antinfiammatoria, dexamethasone per vedere se potessero accelerare la rigenerazione nel tessuto retinico di zebrafish. Il Microglia, Mumm spiega, viene in due moduli--M1, che è associato con infiammazione; e m2, che è associato con la riparazione. I ricercatori hanno ritenuto che avviando il microglia alla transizione a partire dalla fase 1 alla fase 2 più rapidamente usando la droga, potrebbero migliorare le capacità a ricupero degli zebrafishes.

Dopo avere usando l'enzima per causare la morte di bastoncello nel pesce, i ricercatori hanno aggiunto la droga antinfiammatoria all'acqua per diminuire la reattività di microglia. I ricercatori hanno veduto un aumento di 30 per cento nella rigenerazione retinica al giorno 4 del ripristino rispetto ai comandi.

I ricercatori sperano quello sfruttando la capacità di migliorare la rigenerazione in zebrafish, essi possono capire meglio come indurre la rigenerazione in occhi umani, che dividono molti degli stessi meccanismi per gestire il potenziale a ricupero.

“Gli esseri umani hanno un blocco evolutivo sulla nostra capacità di rigenerare determinati tessuti,„ dice Mumm. “Ma gli esseri umani ancora fanno essere necessario il macchinario genetico per rigenerare il tessuto retinico, se possiamo attivarlo e gestire.„

Mumm avverte che il suo gruppo poteva soltanto fluorescente tracciare tre tipi di celle immuni. “Ci possono essere altre celle immuni innate addette a questo trattamento che non potevamo osservare,„ dicono il bianco di David, il Ph.D., ricercatore alla scuola di medicina di Johns Hopkins University. In futuro, i ricercatori sperano di migliorare le loro tecniche di rappresentazione per sviluppare una comprensione più completa di come le celle immuni urtano il trattamento di rigenerazione.