Il nicotina ha potuto pregiudicare lo sviluppo embrionale umano al livello unicellulare

Il nicotina induce gli effetti contrari diffusi sullo sviluppo embrionale umano al livello di diverse celle, ricercatori rapporto 28 febbraioth nei rapporti della cellula staminale del giornale. L'ordinamento unicellulare del RNA del gambo embrionale umano (hESC) cella-ha derivato gli organismi del embryoid ha rivelato che 3 settimane dell'esposizione del nicotina interrompe la comunicazione della cella--cella, fa diminuire la sopravvivenza delle cellule ed altera l'espressione dei geni che regolamentano le funzioni critiche quali le contrazioni della muscolo-cella del cuore.

Gli autori dicono comprensioni di offerte di questo modello delle cellule le nuove negli effetti di nicotina sui diversi organi e celle all'interno del feto di sviluppo e possono essere usati per ottimizzare la droga e la selezione di tossicità ambientale.

Questi risultati sono particolarmente importanti in quanto forniscono una base scientifica per l'istruzione del pubblico, particolarmente giovani donne, per stare alla larga dal fumo quando sono incinti o consideranti di avere una famiglia. Il nicotina trovato in prodotti quali tabacco, le e-sigarette e le gomme del nicotina può avere vasti, effetti nocivi sugli organi differenti di un embrione di sviluppo durante la gravidanza.„

Autore Joseph senior C. Wu (@StanfordCVI) della scuola di medicina di Stanford University

Il fumo materno durante la gravidanza è un fattore di rischio stabilito per i difetti di nascita quali l'aborto, la restrizione della crescita e la nascita prematura. È associato molto attentamente con i risultati neurobehavioral di lungo termine, cardiovascolari, respiratori, endocrini e metabolici avversi in prole. Il nicotina, il componente chimico principale di tabagismo, è responsabile in primo luogo per il rischio elevato. Purtroppo, l'introduzione e la diffusione di nuovi prodotti del tabacco che contengono il nicotina, quali le e-sigarette, sta invertendo il progresso recente verso la riduzione di uso del tabacco.

Un grande organismo della ricerca ha delucidato gli effetti negativi di nicotina in animali, pricipalmente nei modelli del roditore. Gli studi sugli animali hanno dimostrato che l'esposizione del nicotina durante la gravidanza ha effetti nocivi sullo sviluppo fetale. Ma dovuto le differenze interspecies, rimane discutibile se questa ricerca può essere tradotta agli esseri umani. Mentre altri studi hanno esaminato la tossicità del nicotina facendo uso delle cellule umane con l'analisi d'ordinamento alla rinfusa, questi studi convenzionali non hanno permesso che i ricercatori studiassero gli effetti al livello unicellulare. Di conseguenza, gli effetti di nicotina sullo sviluppo embrionale umano ed i meccanismi molecolari di fondo rimangono capiti male.

Per indirizzare queste limitazioni, Wu ed i suoi collaboratori hanno usato il RNA unicellulare che ordina per analizzare gli effetti del 21 giorno dell'esposizione del nicotina sui transcriptomes di complessivamente 12.500 celle generate dagli organismi hESC-derivati del embryoid, che sono cumuli 3D dei tipi differenti di celle pluripotent che provocano il cervello, il cuore, il fegato, i vasi sanguigni, i muscoli ed altri organi. Hanno trovato che la sopravvivenza delle cellule è diminuito, suggerendo che il nicotina potesse pregiudicare lo sviluppo dell'embrione fin dalla fase di preimplantation.

L'esposizione del nicotina egualmente ha fatto diminuire la dimensione degli organismi del embryoid, ha aumentato il livello di molecole offensive chiamate specie reattive dell'ossigeno ed ha provocato la formazione e la differenziazione aberranti degli organismi del embryoid. Inoltre, l'esposizione del nicotina ha alterato la cella che cicla in una vasta gamma di celle del progenitore differenziate dai hESCs ed ha causato la comunicazione dysregulated della cella--cella, un altro effetto contrario che non è stato studiato bene.

Wu dice:

Ciò è importante perché sappiamo che fumare ed il nicotina sono stati indicati per aumentare il rischio patologico nei sistemi endocrini, riproduttivi, respiratori, cardiovascolari e neurologici che contano sulle interazioni complesse e dinamiche fra i tipi multipli delle cellule per omeostasi e la funzione.„

I ricercatori egualmente hanno trovato che l'esposizione del nicotina piombo all'espressione alterata dei geni implicata nella tossicità del metallo e funzione mitocondriale, malformazioni del cervello ed inabilità, lo sviluppo e malattia del muscolo, affezione polmonare e le aritmia intellettuali di Ca2+-associated che pregiudicano la contrattilità delle celle di muscolo del cuore.

“Un'implicazione importante del nostro studio è che ora abbiamo convalidato un nuovo metodo per la valutazione dell'effetto delle droghe e della tossicità ambientale sullo sviluppo embrionale umano,„ Wu dice. “Ma una limitazione principale è che non possiamo ricapitolare la fisiologia dell'intero-organismo di una donna incinta che usando la differenziazione dei hESCs negli organismi del embryoid. Per esempio, l'influenza dell'esercizio, lo sforzo, l'alimento, o i cambiamenti ormonali non sono catturati in questo modello.„

In futuro, i ricercatori pianificazione più a fondo studiare i meccanismi dai dei difetti di nascita fetali indotti da nicotina. “Speriamo che questo piombo alla scoperta dei biomarcatori novelli che possono aiutare meglio medici ad impedire, diagnosticare e trattare queste malattie,„ Wu dica. “Inoltre, pianificazione utilizzare il nostro modello hESC-derivato dell'organismo del embryoid e la tecnologia di unico cella ordinamento per studiare gli più ampi effetti di altri termini nocivi quale inquinamento atmosferico sullo sviluppo embrionale umano.„

Sorgente: http://www.cellpress.com/