La nicotina podía afectar al revelado embrionario humano en el nivel unicelular

La nicotina induce efectos nocivos dispersos sobre el revelado embrionario humano en el nivel de células individuales, investigadores parte 28 de febreroth en los partes de la célula madre del gorrón. La secuencia unicelular del ARN del vástago embrionario humano (hESC) célula-derivó carrocerías del embryoid reveló que 3 semanas de exposición de la nicotina rompen la comunicación de la célula-a-célula, disminuyen supervivencia de la célula, y alteran la expresión de los genes que regulan funciones críticas tales como contracciones de la músculo-célula del corazón.

Los autores dicen discernimientos de las ofertas de este modelo de la célula madre nuevos en los efectos de la nicotina sobre órganos y células individuales dentro del feto que se convierte y pueden ser utilizados para optimizar la droga y el estudio de toxicidad ambiental.

Estos resultados son especialmente importantes en que ofrecen una base científica para educar el público, especialmente mujeres jovenes, para guardar lejos de fumar cuando son embarazadas o de consideraciones el tener de una familia. La nicotina encontrada en productos tales como tabaco, e-cigarrillos, y gomas de la nicotina puede tener efectos amplios, dañinos sobre diversos órganos de un embrión que se convierte durante embarazo.”

Autor José mayor C. Wu (@StanfordCVI) de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford

El fumar maternal durante embarazo es un factor de riesgo establecido para los defectos de nacimiento tales como aborto involuntario, restricción del incremento, y nacimiento prematuro. Se asocia de cerca a resultados neurobehavioral del largo plazo, cardiovasculares, respiratorios, endocrinos, y metabólicos adversos en descendiente. La nicotina, el componente químico principal del consumo de tabaco, es sobre todo responsable del riesgo elevado. Lamentablemente, la introducción y la extensión de los nuevos productos de tabaco que contienen la nicotina, tal como e-cigarrillos, está invirtiendo progreso reciente hacia la reducción del uso del tabaco.

Una carrocería grande de la investigación ha aclarado los efectos negativos de la nicotina en animales, principal en modelos del roedor. Los estudios animales han demostrado que la exposición de la nicotina durante embarazo tiene efectos perjudiciales sobre el revelado fetal. Pero debido a las diferencias interspecies, sigue siendo cuestionable si esta investigación se puede traducir a los seres humanos. Mientras que otros estudios han examinado toxicidad de la nicotina usando las células humanas con análisis de ARN-secuencia del bulto, estos estudios convencionales no permitieron que los investigadores investigaran efectos en el nivel unicelular. Como consecuencia, los efectos de la nicotina sobre el revelado embrionario humano y los mecanismos moleculares subyacentes siguen siendo mal entendidos.

Para dirigir estas limitaciones, Wu y sus colaboradores utilizaron el ARN unicelular que ordenaba para analizar los efectos de 21 días de exposición de la nicotina sobre los transcriptomes de un total de 12.500 células generadas de las carrocerías hESC-derivadas del embryoid, que son los agregados 3D de diversos tipos de células pluripotent que den lugar al cerebro, al corazón, al hígado, a los vasos sanguíneos, a los músculos, y a otros órganos. Encontraron que la supervivencia de la célula disminuyó, sugiriendo que la nicotina puede afectar al revelado del embrión ya desde el escenario del preimplantation.

La exposición de la nicotina también disminuyó la talla de las carrocerías del embryoid, aumentó el nivel de moléculas perjudiciales llamadas especie reactiva del oxígeno, y dio lugar a la formación y a la diferenciación aberrantes de las carrocerías del embryoid. Por otra parte, la exposición de la nicotina alteró la célula que completaba un ciclo en una amplia gama de células del progenitor distinguidas de hESCs y causó la comunicación dysregulated de la célula-a-célula, otro efecto nocivo que no se ha estudiado bien.

Wu dice:

Esto es importante porque sabemos que el fumar y la nicotina se han mostrado para aumentar el riesgo patológico en los sistemas endocrinos, reproductivos, respiratorios, cardiovasculares, y neurológicos que confían en acciones recíprocas complejas y dinámicas entre los tipos múltiples de la célula para el homeostasis y la función.”

Los investigadores también encontraron que la exposición de la nicotina lleva a la expresión alterada de genes implicada en toxicidad del metal y función mitocondrial, las malformaciones del cerebro e incapacidad, revelado y enfermedad del músculo, enfermedad pulmonar, y las arritmias intelectuales de Ca2+-associated que afectan a la contractilidad de las células musculares de músculo cardíaco.

“Una implicación importante de nuestro estudio es que ahora hemos validado un nuevo método para evaluar el efecto de drogas y de la toxicidad ambiental sobre el revelado embrionario humano,” Wu dice. “Solamente una limitación importante es que no podemos recapitular la fisiología de la entero-carrocería de una mujer embarazada que usa la diferenciación de hESCs en carrocerías del embryoid. Por ejemplo, la influencia del ejercicio, la tensión, la comida, o los cambios hormonales no se capturan en este modelo.”

En el futuro, los investigadores proyectan investigar más lejos los mecanismos de los defectos de nacimiento fetales nicotina-inducidos. “Esperamos que esto lleve al descubrimiento de los biomarkers nuevos que pueden ayudar a doctores mejor a prevenir, a diagnosticar, y a tratar estas enfermedades,” Wu diga. “Además, proyectamos utilizar nuestro modelo hESC-derivado de la carrocería del embryoid y tecnología de la único-célula-secuencia para investigar los efectos más amplios de otras condiciones dañinas tales como contaminación atmosférica sobre el revelado embrionario humano.”

Fuente: http://www.cellpress.com/