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Les Chercheurs fournissent des analyses neuves dans la façon dont le calcium signale la cicatrisation de déclencheur

Dans un monde tranchant et pointu, la cicatrisation est un procédé critique et merveilleux.

En Dépit d'énormément d'étude scientifique, beaucoup de mystères en suspens entourent toujours la voie dont les cellules en tissu vivant répondent à et réparent les dégâts matériels.

Un mystère important est exact comment la cicatrisation est déclenchée : Une meilleure compréhension de ce procédé est essentielle pour développer des méthodes nouvelles et améliorées pour traiter des blessures de tous les types.

Utilisant un ultra-rapide, le laser ultraprecise d'ultra violet, une équipe des physiciens et les biologistes à l'Université de Vanderbilt a pris une étape importante vers comprendre la nature de ces signes de déclencheur. Leurs analyses neuves sont décrites dans un papier intitulé « dynamique de signe de calcium d'entraînement de Mécanismes multiples autour des blessures épithéliales induites par laser » le 3 octobre publié par le Tourillon Biophysique.

La recherche Précédente avait déterminé le ce des ions calcium pour jouer une fonction clé dans la réaction de blessure. Ce n'est pas étonnant, parce que la signalisation de calcium a une incidence sur presque chaque aspect de durée de vie cellulaire. Ainsi, les chercheurs se sont dirigés par le Professeur de la Physique et des Sciences Biologiques Shane Hutson et le Professeur Agrégé des cellules visées de Page-McCaw de Cellules et d'Andrea de Biologie du Développement au dos des chrysalides de mouche à fruit qui ont exprimé une protéine qui brille par fluorescence en présence des ions calcium. Ceci leur a permis de cheminer des changements des concentrations en ion calcium dans les cellules autour des blessures en tissu vivant (par opposition aux cultures cellulaires utilisées dans les beaucoup la réaction précédente de blessure étudie) et de faire ainsi avec un sans précédent, précision de milliseconde.

L'équipe a produit les blessures microscopiques dans la couche épithéliale des chrysalides utilisant un laser qui peut être orienté vers le bas assez à un petit de remarque pour poinçonner les trous microscopiques en différentes cellules (moins qu'une millionième d'un compteur). La précision du laser leur a permise de produire les blessures reproductibles et contrôlables. Ils ont constaté que même le plus bref des pouls pendant la nanoseconde au domaine de femtoseconde a produit une décomposition microscopique appelée une bulle de cavitation assez puissante pour endommager les cellules avoisinantes.

« En conséquence, les dégâts le produit de pouls de laser sont tout à fait assimilés à une blessure de ponction entourée par un traumatisme épointé de force enroulé par écrasement en termes légaux ainsi nos observations devraient s'appliquer à la plupart des blessures communes, » a dit la première l'auteur Bruyère Shannon, un étudiant au doctorat en biologie du développement.

Les chercheurs évaluaient deux hypothèses actuelles pour le déclencheur de blessure-réaction. On est que les cellules abîmées et mourantes déchargent des protéines dans le liquide extracellulaire que les cellules environnantes sentent, les faisant amplifier leurs taux de calcium internes. Cette concentration accrue en calcium, consécutivement, déclenche leur transformation d'une charge statique à une forme mobile, leur permettant de commencer à isoler la blessure. La deuxième hypothèse propose que le signe de déclencheur écarte de la cellule à la cellule par des jonctions d'écartement, les connexions intercellulaires spécialisées qui joignent directement deux cellules aux remarques où elles touchent. Ce sont des portes microscopiques qui permettent aux cellules voisines de permuter des ions, des molécules et des impulsions électriques rapidement et directement.

« Ce Qui excite extrêmement est que nous avons trouvé la preuve que les cellules utilisent les deux mécanismes, » avons dit Shannon. « Il s'avère des cellules ont un certain nombre de différentes voies de signaler des préjudices. Ceci peut leur permettre de différencier entre différents genres de blessures. »

Les expériences ont indiqué que la création d'une blessure produit d'une suite complexe de signes de calcium dans le tissu environnant :

  • Vient D'abord un afflux rapide de calcium dans les cellules immédiatement autour de la blessure. Ceci apparie l'empreinte de pas de la bulle de cavitation. Les Taux de calcium dans le liquide extracellulaire sont beaucoup plus élevés qu'ils sont dans les cellules. À cause de la rapidité avec laquelle il se produit que (moins qu'un dixième d'une seconde) les chercheurs arguent du fait que cet afflux est provoqué par des micro-déchirures dans ouvert déchiré par membranes cellulaires par la force de la micro-décomposition ;
  • Ensuite, une onde de courte durée et court-échelonnée écarte par les cellules voisines en bonne santé. Plus la blessure est grande, plus l'onde écarte rapidement. La vitesse avec laquelle l'onde déménage suggère qu'elle se déplace par des jonctions d'écartement et se compose des ions calcium ou d'une autre petite molécule de signalisation.
  • Environ 45 secondes après avoir blessé une deuxième onde apparaît. Cette onde déménage beaucoup plus lentement que la première onde mais des écarts considérablement plus loin. Les chercheurs interprètent ceci pour vouloir dire qu'il est écarté par de plus grandes molécules, les protéines spéciales le plus susceptibles de signalisation, qui diffusent plus lentement que des ions. Cependant, ils avertissent que d'autres expériences sont exigées pour confirmer cette supposition. La deuxième onde se produit seulement quand des cellules sont détruites, pas quand elles sont simplement abîmées, proposant qu'elle soit à la charge de l'ampleur des dégâts.
  • Les deux premières ondes ont écarté relativement symétriquement par le tissu. Après Que la deuxième onde, cependant, la zone de la concentration de teneur élevée en calcium commence à envoyer des « éruptions » - les flots directionnels de la prise de calcium qui ont écarté plus loin dans le tissu environnant. Chaque éruption dure des dizaines de secondes et les éruptions neuves continuent de partir pendant plus de 30 mn après les préjudices.

« Une Fois Que nous comprenons ces mécanismes de déclencheur, il devrait être possible de trouver des moyens de stimuler le procédé de cicatrisation dans les gens avec des conditions, comme le diabète, qui ralentissent le procédé ou même pour accélérer la cicatrisation normale, » a dit Hutson.

Source : https://news.vanderbilt.edu/2017/10/03/cell-signals-that-trigger-wound-healing-are-surprisingly-complex/