O estudo novo poderia mudar nossa compreensão de como as células estaminais se diferenciam

Um estudo novo de abertura de caminhos conduzido por biólogos da universidade estadual de Florida poderia fundamental mudar nossa compreensão de como as células estaminais embrionárias se diferenciam em tipos específicos da pilha.

A pesquisa, publicada hoje na célula estaminal do jornal relata, questiona décadas do consenso científico sobre o comportamento de células estaminais embrionárias como eles a transição ao endoderme, uma classe de pilha nos embriões animais que causa os sistemas digestivos e respiratórios.

David M. Gilbert, professor distinguido Taylor de J. Herbert da biologia molecular no departamento de FSU da ciência biológica, disse que o estudo erige noções bem conhecidas de quando as células estaminais embrionárias fazem um mapa de seus cursos unalterable para uma linhagem fixa do endoderme -- neste caso, seu destino eventual como pilhas digestivas ou respiratórias específicas.

Este papel desafia a suposição de longa data que as células estaminais embrionárias permanecem bastante plásticas e maleáveis durante as fases as mais adiantadas do comprometimento da pilha. Nós mostramos que as células estaminais embrionárias humanas podem comprometer irreversìvel às linhagens do endoderme -- pilhas do fígado e do pâncreas, por exemplo -- muito rapidamente.”

David M. Gilbert, professor da biologia molecular, departamento da ciência biológica, FSU

Os resultados representam um capítulo novo no estudo da diferenciação de célula estaminal embrionária, um campo que poderia ser chave aos cientistas de ajuda e os clínicos destravassem terapias melhoradas para uma escala das doenças.

Usar um protocolo sofisticado desenvolvido pelo San Diego-baseou a empresa regenerativa ViaCyte da medicina, Gilbert e seus colaboradores expor uma amostra de células estaminais embrionárias às condições da cultura projetadas à cotovelada as pilhas na fase definitiva do endoderme, uma faixa rápida à revelação especializada da pilha. A equipe então retornou rapidamente as pilhas a um banho dos factores do tratamento projetados restaurá-los a um estado embrionário.

Baseado em estudos precedentes, os pesquisadores presumiram que tomaria dias na cultura do endoderme, ou pelo menos um ciclo de divisão completo da pilha, para que as pilhas comprometam a uma trilha desenvolvente.

“De facto, nós encontramos aquele após somente a exposição de algumas horas ao cocktail do endoderme -- uma fracção de um ciclo de divisão da pilha -- as pilhas poderiam ser retornadas ao cocktail da célula estaminal e continuar a atravessar a mesma série de expressão genética muda como as pilhas do controle que permaneceram no cocktail do endoderme.”

Ou seja depois que um notàvel curto embebe na cultura do endoderme, as pilhas tinham comprometido o furo completo a um programa celular específico.

“Antes das experiências relatadas aqui, não havia nenhuma expectativa que o comprometimento adiantado da linhagem da célula estaminal seria tão rápido e irreversível,” Gilbert e seus co-autores escreveram em seu papel.

Esta não era a única suposição entranhado desafiada pelo estudo da equipe. Os cientistas acreditaram por muito tempo a organização 3D dos cromossomas no núcleo para ser excepcionalmente rígida e ligada pròxima ao sincronismo da réplica -- o pedido em que os segmentos do ADN são copiados antes da divisão de pilha. Pensou-se que a única maneira de reconfigurar que a arquitetura era rachar aberto um núcleo de pilha quando seus cromossomas eram entregados a suas pilhas de filha.

Despeja aquelas suposições pode ter sido orientado mal também.

“Nós mostramos que a arquitetura do cromossoma pode ser remodelada localmente e ràpida sem desmontar o núcleo de pilha inteiro -- aparentado a mudar o andaime de uma construção sem rasgá-la para baixo -- qual era bastante inesperado,” Gilbert disse. “Nós igualmente mostramos que estas mudanças na arquitetura do cromossoma ocorrem dinâmicamente e imediatamente em cima da estimulação das células estaminais para se transformar endoderme. Isto que encontra demonstra que a réplica e a arquitetura não vão sempre em conjunto, elas pode ser o que nós chamamos “desacoplado. “”

O sincronismo delinking da réplica do trabalho dos pesquisadores da arquitetura e da exibição do cromossoma a capacidade para remodelar cirùrgica que a arquitetura poderia ajudar a refinar a compreensão dos cientistas do comportamento embrionário da célula estaminal. Junto com a descoberta que o comprometimento da linhagem da célula estaminal ocorre mais ràpida e irreversìvel do que esperado, Gilbert disse as perguntas críticas do aumento dos resultados sobre a natureza básica das células estaminais e das barreiras ao giro de uma célula em outro.

Se os pesquisadores podem aproveitar estas introspecções recentemente adquiridas, poderiam começar a desembaraçar os mistérios de como e de porque as células estaminais comprometem a suas trilhas desenvolventes e porque determinadas pilhas são especialmente difíceis de reprogram.

Essa informação podia informar a criação de ferramentas novas, poderosas para combater a doença e aliviar o sofrimento humano.

“O facto de que as grandes mudanças na organização do genoma e em seu pedido temporal da réplica podem ser remodeladas tão facilmente, e que esta está correlacionada com o comprometimento irreversível tão rapidamente em um sistema da cultura celular no laboratório, significa que nós pudemos poder usar este sistema para obter nos mecanismos que representam o comprometimento irreversível,” Gilbert disse. “Nós nunca antecipamos aquele -- nós esperamos o comprometimento irreversível tomar muito mais o trabalho, o tempo e a despesa.”

Source:
Journal reference:

Dileep, V. et al. (2019) Rapid Irreversible Transcriptional Reprogramming in Human Stem Cells Accompanied by Discordance between Replication Timing and Chromatin Compartment. Stem Cell Reports. doi.org/10.1016/j.stemcr.2019.05.021