Attenzione: questa pagina è una traduzione automatica di questa pagina originariamente in lingua inglese. Si prega di notare in quanto le traduzioni sono generate da macchine, non tutte le traduzioni saranno perfetti. Questo sito web e le sue pagine web sono destinati ad essere letto in inglese. Ogni traduzione del sito e le sue pagine web possono essere imprecise e inesatte, in tutto o in parte. Questa traduzione è fornita per comodità.

Come i bassi livelli di ossigeno danneggiano il cervello?

Thought LeadersProfessor Paul Tesar
Kevin Allan
Tesar Laboratory

In questa intervista, il professor Paul Tesar e Kevin Allan parla aNotizia-Medico di come l'ossigeno basso livella il danno il cervello e di come, con ulteriore ricerca, potremmo contribuire a sviluppare le efficaci terapie per il trattamento delle malattie neurologiche causate dai bassi livelli dell'ossigeno.

Che cosa ha provocato la vostra ricerca sul cervello? Perché è capire il meccanismo dietro la funzione del cervello così importante per ricerca scientifica?

Il nostro organismo è un commputer complesso che richiede tutte le sue parti di sincronizzare correttamente e comunicare. Il cervello agisce come un supercomputer che attivamente mantiene quasi tutti i sistemi dell'organo mentre simultaneamente ci dà il regalo di percezione del nostro ambiente.

La potenza incredibile del nostro cervello si presta per essere vulnerabile alle numerose malattie, che rubano le persone commoventi delle abilità che catturiamo spesso per accordare-dalla memoria e la cognizione a muovere un braccio o un cosciotto. La complessità e la fragilità immense dei nostri cervelli lasciano molte domande circa la funzione del cervello senza risposta offrendo un'opportunità per la ricerca e la scoperta dei trattamenti per i pazienti.

I nostri organismi sono forniti delle popolazioni della cellula staminale per assistere alla risposta alla lesione e per aiutare i tessuti nocivi organismo rigenerato. Le ricerche di laboratorio di Tesar un tipo specifico di cellula formativa di tronco encefalico che è tenuta a fare la mielina, un rivestimento protettivo intorno ai neuroni che è richiesto per salubrità adeguata del cervello. Questa mielina è danneggiata nelle numerose malattie quali la sclerosi a placche e la paralisi cerebrale, che piombo ad un gran numero di sintomi debilitanti.

In particolare, queste celle producenti mielina sono altamente suscettibili di danno dal minimo ossigeno-o dall'ipossia. L'apprendimento come queste celle rispondono ad ossigeno basso fornisce la nuova comprensione nelle malattie neurologiche innumerevoli.

Cervello

Credito di immagine: PopTika/Shutterstock.com

Potete descrivere perché l'ossigeno è critico per l'organismo e particolarmente per la funzione del cervello?

Quando l'ossigeno ha entrato nell'atmosfera, c'era un'esplosione concorrente di vita complessa poichè l'ossigeno potrebbe essere usato per produzione di energia stata necessaria per sostenere le funzioni avanzate di vita. Senza ossigeno, le nostre celle non possono produrre l'energia tenuta per sopravvivere a e successivamente morire.

Il cervello è l'organo il più metabolicamente richiedente nell'organismo ed è pensato per utilizzare 20% dell'ossigeno dell'organismo. Di conseguenza, è non sorprendente che il cervello è uno degli organi che sono i più suscettibili di ossigeno limitato.

Che cosa causa i bassi livelli dell'ossigeno nel cervello ed il che malattie neurologiche potrebbe l'ipossia prolungata causare?

L'ossigeno basso, o l'ipossia, può danneggiare il cervello nelle numerose malattie. Colpo, che accade quando il flusso sanguigno al cervello è bloccato, è una causa della morte e un'inabilità principali negli Stati Uniti. Il trauma cranico neonatale può accadere quando un infante nasce prematuramente, che si presenta quasi 1 su ogni 10 infanti sopportati negli Stati Uniti.

I bambini prematuri harbor frequentemente i polmoni acerbi ed il sistema vascolare del cervello che piombo alla consegna difficile dell'ossigeno al cervello di sviluppo, infine piombo per andare in automobile ed ai deficit conoscitivi. I sintomi respiratori di emergenza, come si vede nei pazienti con COVID-19 severo, possono anche diminuire i livelli dell'ossigeno nel cervello ed il risultato nella lesione cerebrale. La comprensione come le cellule cerebrali rispondono ad ossigeno basso informa la terapeutica futura puntata su minimizzando il danno o la facilitazione del ripristino.

COVID-19

Credito di immagine: GEMELLI PRO STUDIO/Shutterstock.com

Che cosa sono fattori ipossia-viscoelastici (HIFs) e come essi funzionano in risposta ai bassi livelli dell'ossigeno?

Dato il requisito diffuso di ossigeno per attuabilità delle cellule, tutti i metazoans hanno evoluto un simile meccanismo per rispondere rapido ad ossigeno basso con la capitalizzazione delle proteine chiamate fattori ipossia-viscoelastici (HIFs). Questi radar-risponditore dell'basso ossigeno stanno facendi costantemente in tutte le celle nell'organismo; tuttavia, in presenza di ossigeno, tutte le celle degradano rapido queste proteine.

Nell'ipossia o negli stati limitati dell'ossigeno, questa via di degradazione è interrotta e HIFs può accumularsi ed attivano i programmi conservati per migliorare la sopravvivenza ed accedere a ad ossigeno. L'eleganza di questo meccanismo era il fuoco del premio Nobel 2019, ricevuto a Bill Kaelin, a Gregg Semeza ed a Peter Ratcliffe.

Le proteine di HIF possono essere pensate come a primi radar-risponditore potenti che precipitano al salvataggio delle cellule per provare a tenere la cella viva per tutto il tempo possibile nel contesto di ossigeno basso. Tuttavia, egualmente è conosciuto che l'ipossia è infine offensiva alla funzione delle cellule. Come questi radar-risponditore dell'basso ossigeno, quello sono probabilmente protettivi in tutte le celle, finisca le celle offensive era sconosciuto.

Nella vostra ultima ricerca, avete studiato come queste proteine del radar-risponditore funzionano. Potete descrivere come avete effettuato questa ricerca?

Nel laboratorio di Tesar, abbiamo aperto la strada ai nuovi approcci per coltivare le cellule formative di tronco encefalico in laboratorio ad un alti disgaggio e purezza. Facendo uso di queste tecnologie, potevamo studiare come le proteine di HIF danneggiano le cellule staminali nel cervello.

Abbiamo usato la tecnologia di CRISPR per costruire le cellule formative di tronco encefalico con un radar-risponditore cronicamente attivato HIF1a chiamato proteina di ipossia. Questo modello cellulare potente ha rispecchiato la risposta ad ossigeno basso ed ha esibito la funzionalità alterata.

Che cosa avete scoperto?

Nel confrontare come le nostre cellule formative di tronco encefalico rispondono a HIFs con altri tessuti, abbiamo trovato che tutti i tipi del tessuto hanno avuti le stesse vie conservate upregulated per adattare la cella ad ossigeno, ma che cosa era sorprendente era che tutti i tessuti hanno avuti una seconda risposta che dipendeva dall'identità del tessuto. Cioè oltre ad una risposta conservata comune, le cellule formative di tronco encefalico e le celle del cuore sono sembrato a upregulate la loro propria seconda risposta cervello-specifica e cuore-specifica.

Era abbastanza sorprendente a noi che questa risposta antica e conservata ad ossigeno basso potrebbe avere effetti divergenti nei tipi differenti delle cellule. Dopo abbiamo dimostrato che era la seconda risposta tessuto-specifica che ha alterato la funzione della cellula formativa di tronco encefalico. Ciò era profonda. Non solo sono le celle capaci di risposta nei modi diversi in basso a basato sull'impiego dell'ossigeno sulla loro identità, ma questa risposta tessuto-specifica è egualmente capace di danno della funzione delle cellule.

Credito di immagine: https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(20)30494-X#secsectitle0015

Come la vostra ricerca contribuirà a sviluppare le efficaci terapie future per le malattie neurologiche causate da ossigeno basso?

Abbiamo eseguito uno schermo della droga per scoprire i composti potenziali che potrebbero riparare la funzione della cellula formativa di tronco encefalico dal danno incontrato da ossigeno basso. Abbiamo scoperto la classe A di composti che potevamo salvare la funzione cellulare senza urtare l'attività utile di questi radar-risponditore bassi dell'ossigeno.

Cioè questi composti potevano salvare la funzione delle cellule specificamente mirando alla risposta bassa offensiva dell'ossigeno. Ciò ci ha incitati a rend contoere che potrebbe essere possibile a reframe che progetta la terapeutica per le malattie causate da ossigeno basso cercando la terapeutica che mirano alla risposta offensiva tessuto-specifica da HIF mentre risparmiano la funzione conservata utile di HIF.

Questi radar-risponditore dell'basso ossigeno svolgono un ruolo dicotomico come sia l'eroe che furfante, che evidenzia una necessità di modellare la progettazione della droga per mirare alla risposta offensiva.

Credete che se le efficaci terapie sono sviluppate, possiamo contribuire a combattere il danno di tessuto causato da ipossia?

Sfruttare trovando le droghe per spingere le cellule staminali nel cervello per rigenerare le aree nocive offre la capacità di combattere il danno di tessuto da ipossia.

Il nostro lavoro dimostra che è critico capire come il tipo specifico delle cellule è urtato da ipossia per progettazione terapeutica razionale. Con questa conoscenza nuova, scoprire le droghe che possono mirare al danno cellulare specifico mentre lasciano le funzioni utili di HIF intatte massimizza la probabilità di riparazione della funzione del tessuto.

Ipossia

Credito di immagine: Vitalii Vodolazskyi/Shutterstock.com

Che cosa sono i punti seguenti nella vostra ricerca?

Il nostro lavoro evidenzia un lato oscuro precedentemente sconosciuto alla risposta di ipossia in celle. Ciò apre la porta ad una nuova frontiera nella biologia di ipossia messa a fuoco sui programmi tessuto-specifici attivati da HIF. Corrente stiamo provando a capire se questi programmi tessuto-specifici di ipossia siano compresi solamente nella malattia o se potessero svolgere un ruolo nello sviluppo normale modellando la risposta cellulare ai gradienti dell'ossigeno che sono presenti poichè i tessuti e gli organi si formano.

Infine, vorremmo identificare le droghe novelle che impediscono il lato deleterio della risposta di ipossia e promuovono la rigenerazione del cervello.

Dove possono i lettori trovare più informazioni?

Circa il professor Paul Tesar

Paul Tesar ha ricevuto la sua laurea di studente non laureato dalla Case Western Reserve University (CWRU) ed ha continuato ad utile il suo DPhil dall'università di Oxford come destinatario di una borsa prestigiosa dagli istituti della sanità nazionali. I suoi studi laureati hanno fornito uno spostamento di paradigma su come capiamo ed utilizziamo le cellule staminali per la ricerca e la medicina per cui utile le accollate numerose, compreso la medaglia di Beddington dalla società britannica per biologia dello sviluppo e da Harold M. Weintraub l'Award dal centro di ricerca sul cancro di Fred Hutchinson.Il professor Paul Tesar

Paul è corrente un professore al Dott. Donald e professore di Ruth Weber Goodman di terapeutica innovatrice alla scuola di medicina di CWRU nel dipartimento della genetica e delle scienze del genoma. Il suo laboratorio ha aperto la strada ai nuovi approcci a ricupero ai disordini della mielina dell'ossequio del sistema nervoso centrale compreso la sclerosi a placche, il optica di neuromyelitis, i leukodystrophies pediatrici, la paralisi cerebrale ed il tumore al cervello.

I risultati scientifici di Paul sono stati riconosciuti con parecchi premi prestigiosi compreso la nomina un ricercatore di Robertson delle fondamenta della cellula staminale di New York nel 2011, la società internazionale per premio eccezionale del ricercatore della ricerca della cellula staminale il giovane nel 2015 e le fondamenta del gambo di New York - premio della cellula staminale di Robertson nel 2017. Nel 2019, Paul è stato riconosciuto come uno dell'affare' “quaranta di Cleveland di Crain al di sotto di 40" ed ha nominato “un eroe nostrano„ nella ricerca accademica da Cleveland.com.

Paul egualmente co-ha fondato ad una società di biotecnologia basata a Cleveland, terapeutica di Convelo, ora partnered con Genentech, per avanzare le nuove terapie dal laboratorio nella prova clinica per migliorare le vite dei pazienti e delle loro famiglie.

Circa Kevin Allan

Kevin Allan proviene da Boston, Massachusetts ed ha ricevuto la sua laurea di studente non laureato in neuroscienza dall'università di Rochester. È corrente durante il suo anno definitivo di scuola post-laurea come parte del programma di formazione dello scienziato medico alla Case Western Reserve University.

Kevin ha unito nel 2016 il laboratorio di Tesar per sfruttare i suoi interessi sia nella neuroscienza che nella medicina a ricupero. L'utilizzazione genomica e gli approcci della prodotto-genetica, il lavoro di Kevin esplorano i regolatori novelli dello sviluppo della mielina nel sistema nervoso centrale sia nella salubrità che nella malattia.Kevin Allan

Un aspetto del lavoro di Kevin spiega come l'ossigeno basso danneggia le celle responsabili di formazione della mielina nel sistema nervoso centrale, che ha implicazioni per le numerose malattie quali paralisi cerebrale ed il colpo. Questo lavoro è stato costituito un fondo per da un premio di servizio di ricerca di Ruth L. Kirschstein National dall'istituto nazionale della salute dei bambini e dello sviluppo umano ed è stato riconosciuto con i premi.

Fuori del laboratorio, Kevin servisce sul giovane comitato del ricercatore della società americana per la neurochimica ed organizza gli eventi scientifici di esagerare per la maggior comunità di Cleveland.

Emily Henderson

Written by

Emily Henderson

Emily Henderson graduated with a 2:1 in Forensic Science from Keele University and then completed a PGCE in Chemistry. Emily particularly enjoyed discovering new ideas and theories surrounding the human body and decomposition. In her spare time, Emily enjoys watching crime documentaries and reading books. She also loves the outdoors, enjoying long walks and discovering new places. Emily aims to travel and see more of the world, gaining new experiences and trying new cultures. She has always wanted to visit Australia and Indonesia.

Citations

Please use one of the following formats to cite this article in your essay, paper or report:

  • APA

    Henderson, Emily. (2020, November 06). Come i bassi livelli di ossigeno danneggiano il cervello?. News-Medical. Retrieved on November 27, 2020 from https://www.news-medical.net/news/20201106/Why-low-oxygen-damages-the-brain.aspx.

  • MLA

    Henderson, Emily. "Come i bassi livelli di ossigeno danneggiano il cervello?". News-Medical. 27 November 2020. <https://www.news-medical.net/news/20201106/Why-low-oxygen-damages-the-brain.aspx>.

  • Chicago

    Henderson, Emily. "Come i bassi livelli di ossigeno danneggiano il cervello?". News-Medical. https://www.news-medical.net/news/20201106/Why-low-oxygen-damages-the-brain.aspx. (accessed November 27, 2020).

  • Harvard

    Henderson, Emily. 2020. Come i bassi livelli di ossigeno danneggiano il cervello?. News-Medical, viewed 27 November 2020, https://www.news-medical.net/news/20201106/Why-low-oxygen-damages-the-brain.aspx.