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O estudo revela mecanismos estiramento mecânico da expansão induzida da pele

A capacidade da pele expandir pelo esticão mecânico foi usada por décadas no plástico e na cirurgia reconstrutiva para gerar um excesso de pele que pudesse ser usado para reparar defeitos congénitos, tecidos danificados, e reconstrução do peito após a mastectomia. Os mecanismos celulares e moleculars por que a pele responde ao esticão mecânico permanecem desconhecidos.

Os pesquisadores conduzem pelo fotorreceptor. Cédric Blanpain - investigador de WELBIO, director do laboratório das células estaminais e do cancro, faculdade de medicina, libre de Bruxelas de Université -, em colaboração com o fotorreceptor. Benjamin D. Simons - universidade de Cambridge - demonstrado que esticar induz a expansão da pele induzindo a auto-renovação de células estaminais epidérmicas e descobriu os caminhos de sinalização responsáveis para esticar a activação e a renovação induzidas da célula estaminal na única definição da pilha.

A epiderme da pele é uma barreira essencial que protege os animais contra infecções e perda de água. A pele está expor ao vário esforço mecânico, ele deve resistir e responder ao esticão mecânico, adaptando seu tamanho quando manter sua barreira funcionar. Estas propriedades são usadas por cirurgiões plásticos para gerar a pele extra para a cirurgia reconstrutiva. Com tal fim, os cirurgiões usam da “um expansor inflável pele” esse eles introduzem abaixo da pele e inflam, causando a expansão da pele de cobertura. Embora esta técnica seja usada por décadas na medicina, muito pequeno é sabido sobre os mecanismos por que a força mecânica do expansor da pele conduz à activação de células estaminais da pele e à produção de um excesso de pele.

Neste estudo novo publicado na natureza, Mariaceleste Aragona e os colegas definem a dinâmica clonal e os mecanismos moleculars que conduzem à activação da célula estaminal e à expansão da pele na única definição da pilha.

Usaram modelos genéticos avançados do rato para estudar a reacção das células estaminais epidérmicas ao esticão mecânico. Especificamente, executaram o traçado genético da linhagem que permitiu que marcassem as células estaminais, que residem na parte superior da hierarquia celular na pele, e seguem o destino da descendência da célula estaminal ao longo do tempo. Acoplaram estas análises com a única pilha que arranja em seqüência em colaboração com o fotorreceptor Thierry Voet - KULeuven - que analisam a identidade molecular de cada pilha individual que fornece uma definição profunda dos estados celulares diferentes que acompanharam a expansão da pele.

Interessante, encontraram que somente as células estaminais específicas mudavam seu destino do comportamento e da pilha em resposta ao esticão mecânico. “Estava excitando particularmente para observar que não todas as pilhas respondem ingualmente às perturbação mecânicas e identificar pela primeira vez a assinatura molecular que caracteriza este o específico esticou células estaminais de pele”, comenta Mariaceleste Aragona, primeiro autor do estudo.

Em colaboração com o fotorreceptor. Benjamin D Simons - universidade de Cambridge -, desenvolveram um modelo matemático de como a pele expande em cima do esticão. Durante a expansão estiramento-negociada da pele, um aumento transiente na divisão derenovação da célula estaminal permite que o tecido mantenha suas composição e organização celulares, ao expandir a associação das pilhas que negociarão a expansão do tecido. Estes dados demonstram a natureza plástica e resiliente das células estaminais, que é fundamental permitir que o tecido responda a seu ambiente e expanda quando necessário ao manter as funções vitais da barreira da pele.

Completamente, este estudo disseca os mecanismos celulares e moleculars spatiotemporal que controlam o comportamento de células estaminais da pele em resposta ao estiramento mecânico e traça ponto por ponto os componentes moleculars que permitem que as células estaminais detectem e negociem a resposta para esticar e induzir a expansão do tecido.

Estes resultados novos, para descobrir não somente como a pele reage às perturbação mecânicas com a activação da população específica das células estaminais, mas igualmente desembaraçam os jogadores moleculars responsáveis para o mechanotransduction da célula estaminal em um contexto clìnica relevante. Nós esperamos que a compreensão destes mecanismos novos estará explorada no futuro para estimular a expansão do tecido e para ferir a cura.”

Fotorreceptor. Cédric Blanpain, autor superior, investigador de WELBIO, director do laboratório das células estaminais e do cancro, faculdade de medicina, Université Libre de Bruxelas

Source:
Journal reference:

Aragona, M., et al. (2020) Mechanisms of stretch-mediated skin expansion at single-cell resolution. Nature. doi.org/10.1038/s41586-020-2555-7.