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As células estaminais “primitivas” mostradas para substituir e reparar danificaram vasos sanguíneos na retina

Os cientistas da medicina de Johns Hopkins dizem que giraram com sucesso para trás as mãos biológicas do tempo, persuadindo pilhas humanas adultas no laboratório para reverter a um estado primitivo, e destravando seu potencial substituir e reparar dano aos vasos sanguíneos na retina causada pelo diabetes. Os resultados deste estudo experimental, dizem, avançam as técnicas regenerativas da medicina visadas invertendo o curso do retinopathy do diabético e de outras doenças de olho de cegueira.

Nossos resultados do estudo trazem-nos uma etapa mais perto de usar células estaminais mais extensamente na medicina regenerativa, sem os problemas históricos nosso campo encontrou em conseguir tais pilhas diferenciar-se e evitar tornar-se cancerígeno.”

Elias Zambidis, M.D., Ph.D., professor adjunto da oncologia no centro do cancro de Johns Hopkins Kimmel e um membro do instituto de Johns Hopkins para a engenharia da pilha

Os resultados das experiências usando pilhas humanas e ratos foram publicados o 5 de março em linha em comunicações da natureza.

De acordo com o instituto nacional do olho, o retinopathy do diabético é uma causa principal da cegueira em adultos dos E.U. Em 2050, os pesquisadores calculam que uns 14,6 milhão americanos terão a circunstância, que conduz ao crescimento anormal do vaso sanguíneo na retina, onde a luz é processada na visão.

Para o estudo, os cientistas começaram suas experiências com um fibroblasto -- uma pilha do tecido conjuntivo -- tomado de uma pessoa com tipo - 1 diabetes. Os fibroblasto Reprogrammed funcionam como pilhas da “haste”, com o potencial causar todos os tecidos no corpo, incluindo vasos sanguíneos.

A equipe de Johns Hopkins, incluindo o parque do chá do investigador associado logo, Ph.D., reprogrammed as células estaminais do fibroblasto para reverter a um estado que fosse ainda mais primitivo do que aquele ser humano convencional de células estaminais pluripotent induzidas -- mais gostam do estado de células embrionárias aproximadamente seis dias após a fecundação. Isto é quando as pilhas são as “mais ingénuas,” ou mais capaz de tornar-se qualquer tipo especializado de pilha com uma eficiência muito mais alta do que ser humano convencional células estaminais pluripotent induzidas.

Para fazer este, os cientistas banham as pilhas em um cocktail dos nutrientes e dos produtos químicos. O que deve entrar no cocktail construir uma célula estaminal ingénua melhor foi um assunto do debate ao longo da última década.

A equipe de Zambidis usou uma mistura do cocktail de duas drogas que outros cientistas usados previamente para reprogram células estaminais: Inibidor CHIR99021 de GSK3β, que obstrui o armazenamento do hidrato de carbono nas pilhas, e inibidor PD0325901 do MEK, uma droga anticancerosa experimental que possa obstruir o crescimento da célula cancerosa. A equipe tinha olhado igualmente o potencial de uma terceira droga, um inibidor de PARP -- uma droga anticancerosa popular usada para tratar uma variedade de cancros que incluem aqueles dos ovário e do peito.

À surpresa dos pesquisadores, Zambidis diz, o trifecta dos inibidores do MEK, do GSK3β e do PARP trabalhados para enrolar para trás o pulso de disparo biológico das pilhas. Chama o cocktail 3i, nomeado para os três inibidores. A equipe de Zambidis tinha relatado primeiramente experiências usando o cocktail da três-droga em 2016.

Para o estudo novo, a equipa de investigação seguiram o perfil molecular das células estaminais reprogrammed, incluindo medidas das proteínas tais como NANOG, NR5A2, DPPA3 e E-cadherin que guiam a diferenciação de pilha. Esse perfil pareceu similar àquele encontrado em pilhas epiblast ingénuas assim chamadas, as pilhas primitivas que compo uns aproximadamente seis embriões humanos dias de idade.

Os cientistas igualmente encontraram que as células estaminais reprogrammed com o cocktail 3i não tiveram mudanças anormais nos factores que podem alterar o ADN do núcleo, chamados epigenetics, que flagela tipicamente outras versões laboratório-feitas de células estaminais ingénuas.

Finalmente, a equipa de investigação injectou pilhas chamado os ancestral vasculares, que foram feitos das células estaminais ingénuas e são capazes de fazer vasos sanguíneos novos, nos olhos dos ratos produzido para ter um formulário do retinopathy do diabético esse resultados dos vasos sanguíneos que fecham-se fora na retina. Encontraram que os ancestral vasculares ingénuos migraram na camada de tecido mais íntimo da retina que cerca o olho, com eficiências mais altas do que foram relatados com as pilhas vasculares feitas das aproximações convencionais da célula estaminal. As pilhas vasculares ingénuas tomaram a raiz lá, e sobreviveram mais na retina para a duração do estudo de quatro semanas.

“Interessante, cocktail o 3i “reprogramming o” ingénuo pareceu apagar epigenetics doença-associado nas pilhas fornecedoras, e trouxe-as de volta a um saudável, estado pristine da célula estaminal do não-diabético,” diz Zambidis.

Para a comparação, a equipe reprogrammed fibroblasto do diabético às células estaminais não-ingénuas que usam métodos padrão, e as pilhas vasculares resultantes do ancestral não é migrada como profundamente na retina nem não é sobrevivida ao comprimento do estudo.

Zambidis, o parque e os outros membros de equipa de investigação dizem que mais experiências são necessários refinar o cocktail 3i e estudar a capacidade regenerativa das células estaminais que crescem do cocktail.

Source:
Journal reference:

Park, T.S., et al. (2020) Vascular progenitors generated from tankyrase inhibitor-regulated naïve diabetic human iPSC potentiate efficient revascularization of ischemic retina. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-14764-5.