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pergunta chave RNA-segs. de endereços da Único-pilha na biologia celular da ilhota e na pesquisa do diabetes

O pâncreas é um órgão abdominal que produza as enzimas digestivas assim como as hormonas que regulam níveis do açúcar no sangue. Esta função deprodução é localizada às ilhotas de Langerhans, que constituem conjuntos de tipos diferentes da pilha da glândula endócrina.

Entre aqueles são as beta pilhas, que produzem a insulina da hormona necessário para abaixar níveis da glicose (um tipo de açúcar) em nosso sangue, assim como as pilhas alfa, que geram o glucagon da hormona responsável de levantar níveis da glicose no sangue.

Tipo - 1 diabetes é uma doença crónica em que do corpo do sistema imunitário os ataques equivocadamente e destroem pilhas deprodução dos pâncreas as beta. A medicina regenerativa aponta reabastecer a beta massa da pilha, e apoia assim e substitui finalmente as terapias actuais da substituição da insulina.

As alterações à composição da ilhota, incluindo a insuficiente beta função da pilha e o beta dedifferention da pilha, igualmente contribuem ao tipo diabetes de II.

Conseqüentemente, uma compreensão mais profunda da identidade e da interferência dos tipos diferentes da pilha da ilhota conduz a uma caracterização melhor de ambos os formulários do diabetes e pode contribuir à revelação de conceitos terapêuticos novos.

o transcriptomics da Único-pilha é uma técnica poderosa para caracterizar a identidade celular. Previamente, os pesquisadores de CeMM dos grupos da cerveja preta forte e do Stefan Kubicek de Christoph em CeMM publicaram os primeiros únicos transcriptomes da pilha das pilhas humanas preliminares da ilhota pancreático.

Os avanços na tecnologia têm permitido desde sua aplicação à geração atlas globais do transcriptome da pilha do ser humano e do rato de únicos. Apesar destes avanços, as únicas aproximações da pilha permanecem tecnològica desafiar dado que o presente minúsculo de uma quantidade do RNA está usado inteiramente acima na experiência. Conseqüentemente, é essencial assegurar a qualidade e a pureza dos únicos transcriptomes resultantes da pilha.

Os pesquisadores de CeMM nos dois laboratórios de contribuição identificaram inesperada a expressão alta da hormona em tipos da pilha da não-glândula endócrina, em seu próprio conjunto de dados assim como em outros únicos estudos publicados da pilha.

Expor para explicar se este seria o resultado da contaminação por moléculas do RNA, por exemplo das pilhas de morte, e como poderia ser removido para obter um conjunto de dados mais seguro.

Tal contaminação parece actual em dados RNA-segs.s da única pilha da maioria de tecidos mas era a mais visível em ilhotas pancreáticos. As pilhas da glândula endócrina da ilhota são devotadas exclusivamente à produção de únicas hormonas, e a insulina em beta pilhas e glucagon em pilhas alfa é expressada a uns níveis mais altos do que genes típicos das “tarefas domésticas”.

Assim, a redistribução destes transcritos a outros tipos da pilha era altamente pronunciada. Baseado nesta observação, seu objetivo era desenvolver, validar e aplicar um método para determinar experimental e remover computacionalmente tal contaminação.

Em sua investigação, em pesquisadores de CeMM usados cravar-em pilhas dos tipos diferentes da pilha, amostras do rato e do ser humano, que adicionaram a suas amostras da ilhota pancreático. Importante, os transcriptomes destes ponto-na pilha foram caracterizados inteiramente.

Isto permitiu que controlassem internamente e exactamente o nível de contaminação do RNA na única pilha RNA-segs., dando que os transcritos humanos detectados no rato ponto-em pilhas constituem a contaminação do RNA.

Desta maneira, encontraram que as amostras tiveram um nível de contaminação de até 20%, e puderam definir a contaminação no cada amostras. Desenvolveram então uma aproximação nova da bioinformática para remover computacionalmente a contaminação lêem dos únicos transcriptomes da pilha.

Agora obtendo “descontaminou” o transcriptome, de que o sinal especulativo foi removido, eles continuou caracterizar como a identidade celular nos tipos diferentes da pilha respondeu ao tratamento com as três drogas diferentes.

Encontraram que um inibidor pequeno da molécula do factor FOXO1 da transcrição induz o dedifferentiation de pilhas alfa e beta.

Além disso, estudaram o artemether, que tinha sido encontrado para diminuir a função de pilhas alfa e poderia induzir a produção da insulina em in vivo e in vitro estudos. Os efeitos do artemether da droga eram espécie-específicos e pilha-tipo-específicos.

Em pilhas alfa, uma fracção das pilhas aumenta aspectos da expressão e do ganho da insulina da beta identidade da pilha, em amostras do rato e do ser humano. Importante, os pesquisadores encontraram que em beta pilhas humanas, não há nenhuma mudança significativa na expressão da insulina, visto que em ilhotas do rato, as beta pilhas reduzem suas expressão da insulina e beta identidade total da pilha.

Este estudo é o resultado de uma colaboração cruz-disciplinar dos laboratórios de Stefan Kubicek e de cerveja preta forte de Christoph em CeMM com Patrick Collombat no instituto da biologia Valrose (França).

Este é o primeiro estudo para aplicar a única pilha que arranja em seqüência para analisar a resposta dinâmica da droga no tecido isolado intacto, que tirou proveito da precisão quantitativa alta do método da descontaminação.

Fornece assim não somente um método novo para a descontaminação da único-pilha e a análise altamente quantitativa da único-pilha de respostas da droga em tecidos intactos, mas igualmente endereça uma pergunta actual importante na biologia celular da ilhota e na pesquisa do diabetes. Estes resultados podiam abrir avenidas terapêuticas potenciais para tratar no futuro o tipo - 1 diabetes.

Source:
Journal reference:

Marquina-Sanchez, B., et al. (2020) Single-cell RNA-seq with spike-in cells enables accurate quantification of cell-specific drug effects in pancreatic islets. Genome Biology. doi.org/10.1186/s13059-020-02006-2.