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Exosomes può riparare la salubrità alle cellule cerebrali influenzate dalla malattia inerente allo sviluppo

Come le valigie overpacked scariche dal punto debole di un jet, le cartelle molecolari chiamate exosomes sono spiegate continuamente da tutte le celle organismo-ogni in quella che brimming con un assortimento di contenuti che un'altra cella può disimballare ed usare. Inviando fuori da questi pacchetti biologici, le celle comunicano a vicenda tramite proteine e materiale genetico comuni.

Una volta semplicemente probabilmente i sacchi microscopici “di immondizia cellulare,„ exosomes ora sono capiti per tenere l'importanza immensa per la nostra salubrità. Un outflowing della ricerca negli ultimi anni anche ha indicato che possono trasportare le molecole che sono collegate alla diffusione di cancro e di disordini neurodegenerative quale Alzheimer. Tuttavia, fino ad oggi, il loro ruolo nello sviluppo del cervello è rimanere un mistero.

Nella nuova ricerca pubblicata negli atti dell'Accademia nazionale delle scienze, la variazione clinale di Hollis, il PhD ed i suoi colleghi alla ricerca di Scripps cominciano ad eliminare quel divario di conoscenza indicando che i exosomes sono non solo integrali allo sviluppo dei neuroni e dei circuiti neurali, ma possono riparare la salubrità alle cellule cerebrali influenzate dalla malattia inerente allo sviluppo.

“Durante le fasi differenti di sviluppo del cervello, segnalare fra le celle è assolutamente essenziale,„ dice la variazione clinale, il co-presidente del dipartimento della neuroscienza alla ricerca di Scripps e Direttore del centro della neuroscienza di Dorris. “Abbiamo trovato che i exosomes sono uno dei modi che le celle comunicano questi segnali.„

I nostri contenitori sferici di uso degli organismi hanno chiamato “le vescicole„ per trafficare i materiali differenti all'interno di e fra le celle. Exosomes è un tipo di vescicola incaricato specificamente con il trasporto dei carico-lipidi biologici vari, proteine, RNA-da una cella ad un altro. La ricerca della variazione clinale ha determinato che le proteine, in particolare, erano responsabili delle capacità di segnalazione della cella--cella dei exosomes.

Il suo gruppo di ricerca ha esaminato i exosomes dai neuroni umani sani e da quelli da un modello della sindrome di Rett, da un disordine inerente allo sviluppo guidato da genetica di malattia del cervello che causa i sintomi del tipo di autismo.

Pranav Sharma, PhD, un neuroscenziato nel laboratorio della variazione clinale, esperimenti progettati per identificare e confrontare chiaramente bioattività exosome dai neuroni sani e dai neuroni malati. Con le analisi cellulari e funzionali multiple, hanno trovato che i exosomes Rett-commoventi non hanno contenuto alcune proteine nocive, ma egualmente non hanno fatti le proteine essenziali di segnalazione trovare nei exosomes sani. “Non hanno avuti cattiva roba, ma mancavano di buona roba,„ Sharma dice.

Come componente dell'esperimento, il gruppo ha usato il gene di CRISPR che modifica la tecnologia per correggere la mutazione che causa la sindrome di Rett e poi ha esaminato se le funzioni di segnalazione dei exosomes neurali sono state riparate di conseguenza. “Fissare la mutazione ha invertito i deficit,„ Sharma dice.

Egualmente hanno provato se aggiungere i exosomes sani ad un modello del cultura-piatto della sindrome di Rett avrebbe fornito un effetto terapeutico. Ha fatto.

“Che era forse la nostra individuazione più emozionante: che i exosomes dalle celle in buona salute possono effettivamente salvare le carenze neurodevelopmental in celle con la sindrome di Rett,„ Cline ha detto. “Vediamo questo come molto promettendo a causa dei molti disordini neurodevelopmental necessitante un trattamento. Questi sono disordini per cui già abbiamo una comprensione profonda delle carenze di fondo del gene ma ancora stanno mancando di una terapia per indirizzare la malattia stessa.„

Sharma dice che lo studio ha contato sui neuroni umani derivati dalle cellule staminali pluripotent incitate (iPSCs) dai pazienti di Rett. Per questo aspetto dell'esperimento, il gruppo ha attinto la competenza di Alysson Muotri, PhD, una neuroscienza e specialista della cellula staminale all'università di California, San Diego. Per ottenere i dati proteomic ricchi e quantificabili stati necessari per caratterizzare i exosomes, il gruppo ha collaborato con parecchi altri dalla ricerca di Scripps, compreso il pioniere John Yates di spettrometria di massa III, PhD e scienziato Daniel McClatchy, PhD, nel laboratorio di Yates.

“Il cervello è un organo molto complicato ed i neuroni sono più complessi del celle normale,„ Sharma dice. “Non abbiamo voluto perderci nella complessità, in modo da abbiamo deciso di un approccio riduzionista provare di che cosa queste vescicole sono capaci e che cosa contengono.„

Egualmente hanno iniettato i exosomes sani in una regione del cervello dell'ippocampo-un del mouse in questione nell'apprendimento e memoria-e hanno osservato la proliferazione aumentata del neurone. Ciò in vivo sfaccettatura dello studio ha provato che la bioattività exosome veduta nelle colture cellulari rinviate ad un modello animale.

Armato con i loro risultati notevoli, la variazione clinale ed il suo gruppo ora intendono scavare più profondo nei loro risultati ed esplorare un mare di nuove domande relative a bioattività exosome ed alle applicazioni cliniche potenziali: Hanno potuto i exosomes essere misurati in un'analisi del sangue per individuare l'efficacia del trattamento o di malattia? Questi risultati egualmente si applicano ai disordini di spettro di autismo (ASDs) e ad altre malattie neurodevelopmental, quale la X fragile? Hanno potuto a terapie basate exosome l'un giorno aiutare i pazienti con i disordini del cervello?

“Questa ricerca ha pertinenza enorme per molte malattie relative allo sviluppo del cervello,„ la variazione clinale dice. “È biologia molto interessante che ha molti scienziati eccitati circa le possibilità.„

Gli autori dello studio, “Exosomes regolamentano il neurogenesis e girano intorno all'installazione,„ includono Pranav Sharmaa, Pinar Mescic, Cassiano Carromeuc, Daniel McClatchye, Lucio Schiapparellia, John R. Yates III, Alysson R. Muotric e Hollis T. Cline.

Source:
Journal reference:

Sharma, P. et al. (2019) Exosomes regulate neurogenesis and circuit assembly. Proceedings of the National Academy of Sciences. doi.org/10.1073/pnas.1902513116