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Capacidad regeneradora humana descubierta

Muévase encima, las salamandras, que nosotros los seres humanos pueden también regrow algunos de nuestros tejidos de la carrocería. Por lo menos, el es lo que publicó un nuevo estudio el 9 de octubre de 2019, en la ciencia del gorrón avance, los partes. Usando un mecanismo muy similar al por las cuales los anfibios tengan gusto de salamandras, y de algunos zebrafish, crezca a las partes del cuerpo detrás perdidas, cartílago común humano puede también regenerarse.

Esta capacidad se marca más en las juntas de tobillo comparadas a las juntas de caballete. Mucho más trabajo es necesario, pero si estuvo demostrado estar así pues, este estudio podría significar una revolución en el tratamiento de la osteoartritis - cuál es la condición común más común del mundo.

El investigador Virgina Byers Kraus dice, “una comprensión de este ` salamandra-como' capacidad regeneradora en seres humanos, y los componentes crítico faltantes de este circuito regulador, podrían ofrecer el asiento para las nuevas aproximaciones a los tejidos de la junta de la reparación y posiblemente a los limbos humanos enteros.”

Haber de imagen: Ferencik/Shutterstock
Haber de imagen: Ferencik/Shutterstock

Determinación de la rotación de la proteína

Los investigadores inventaron un método de fijar edad de la proteína. Esto estaba aprovechándose del reloj interno en todos los aminoácidos, mediante los cuales las moléculas cambio la forma de uno a otro con regularidad absoluta. El cambio químico específico observado aquí es desamidación, o la baja de un grupo de amida en las cadenas laterales de ciertos aminoácidos. Esto es una conversión irreversible. Una vez que esta proteína es reemplazada por las proteínas creadas recientemente, la proteína deamidated será acumulada dentro de la célula.

Para poner esto en perspectiva, sabemos que las proteínas que acaban de sintetizarse recientemente no muestran muchas conversiones químicas, mientras que proteínas más viejas muestran conversiones múltiples, ambos deamidations y mucho otro las modificaciones no-enzima-mediadas. Esto permite a científicos descubrir con gran sensibilidad, usando la espectrometría de masa, el índice de rotación de la proteína y la reparación. Descubriendo la edad de proteínas importantes en el cartílago humano, tal como los diversos tipos de colágeno, pueden reparar su edad con certeza razonable, incluso para las proteínas que sobreviven por solamente períodos relativamente cortos, debido a la desamidación rápida de aminoácidos como la asparragina comparada a la glutamina. Esta técnica es lejos superior a métodos anteriores basados en el acontecimiento de racemes o de isómeros luz-polarizantes del aspartato, porque este último es extremadamente lento y requiere las proteínas ultra-purificadas.

Gradiente de la rotación de la proteína

Usando este método, los científicos encontraron que la edad del cartílago varió con su situación en la carrocería. En los tobillos, se encuentra el cartílago joven (con el contenido más alto de la proteína no-deamidated), pero de mediana edad en el codo, y viejo en los caballetes. Esto está de acuerdo con la velocidad y la presteza con las cuales regeneración del limbo ocurre en las salamandras y una cierta otra especie (pescados de agua dulce, zebrafish, y lagartos africanos) - con la facilidad más grande en los extremos del limbo, y la velocidad más reducida en las juntas próximas.

Otra confirmación viene de experiencia clínica - la gente con daños del codo y del caballete tarda un tiempo largo para curar, mientras que las heridas en el tobillo se saben para curar rápidamente. Semejantemente, el daño de siguiente de la artritis del caballete y del codo es secuelas bien conocidas, pero es raro con daño del tobillo.

miRNA y el proceso de la reparación

Los mediadores de este proceso son microRNAs (miRNAs), que son, sabido otra vez para ser más activos en los animales que tienen una reputación para poder reparar sus limbos, planos de deriva o colas después del daño.  Éstos son responsables de suprimir los genes que inhiben la síntesis de las proteínas del cartílago. Ascienden la formación de la blastema, una estructura embrionaria que sea un requisito previo esencial para la regeneración del limbo. Los miRNAs humanos continúan esta capacidad de reparar las juntas, con la actividad más alta estando en los tobillos, entonces los codos y los caballetes. No sólo así pues, el más superficial y por lo tanto la más nueva capa de cartílago muestra la mayor actividad blastemal del miRNA comparada a las capas más profundas. Esto muestra que hay una capacidad regeneradora limitada pero muy real en cartílago humano.

Implicaciones

El investigador Ming-Feng Hsueh dice, “nos excitaron para aprender que los reguladores de la regeneración en el limbo de la salamandra aparecen también ser los controladores aéreos de la reparación común del tejido en el limbo humano.” Los investigadores dicen esta capacidad, que han aparado nuestras “salamandras internas”, podrían ayudarles para desarrollar miRNAs nuevos para tratar, para arrestar o para invertir artritis. Observan adelante a reforzar el nivel de actividad del miRNA en juntas de la artritis para lograr la reparación completa del cartílago común dañado y descompuesto. Por otra parte, quieren descubrir el componente faltante. Kraus comenta anhelante, “si podemos imaginar qué reguladores que estamos faltando comparó con las salamandras, puede ser que incluso poder agregar los componentes faltantes detrás y desarrollar una manera de regenerar algún día la parte o todo el limbo humano herido.”

Por otra parte, este camino de la reparación se podría utilizar para reparar tejidos múltiples pues es un mecanismo celular básico. Los caminos conectados se implican en una amplia gama de las condiciones de la enfermedad en seres humanos, incluyendo osteoartritis. Conocer más sobre los mecanismos de la regeneración del limbo en animales podía ayudar a destapar procesos paralelos en seres humanos. Esto podía a su vez ayudar a los tratamientos futuros de la forma para la osteoartritis. Otra posibilidad es el uso del miRNA inyectado en una junta de reforzar su capacidad de la reparación, y de alentarla contra daño, es debido a la tensión acumulada o a un único daño importante. La ingeniería del tejido podría también utilizar este concepto para aumentar el índice de producción de tejido fuera de la construcción antes de que se trasplante en la carrocería. El foco inmediato es validar el estudio actual y descubrir piezas del rompecabezas más faltantes que prevengan la reparación completa en seres humanos. Esto podía finalmente llevar al revelado de un “cóctel molecular” para ayudar a seres humanos a crecer los nuevos limbos, después de todo.

Journal reference:

Analysis of “old” proteins unmasks dynamic gradient of cartilage turnover in human limbs. Ming-Feng Hsueh, Patrik Önnerfjord, Michael P. Bolognesi, Mark E. Easley and Virginia B. Kraus. Science Advances. 09 Oct 2019: Vol. 5, no. 10, eaax3203. DOI: 10.1126/sciadv.aax3203. https://advances.sciencemag.org/content/5/10/eaax3203

Dr. Liji Thomas

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Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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