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Il cocktail a quattro parti della piccolo-molecola può impedire lo sforzo cellulare

I ricercatori agli istituti della sanità nazionali (NIH) hanno inventato un cocktail a quattro parti della piccolo-molecola che può proteggere le cellule staminali chiamate hanno incitato le cellule staminali pluripotent (iPSCs) dallo sforzo e mantengono la struttura e la funzione di cellula staminale normali.

I ricercatori suggeriscono che il cocktail potrebbe migliorare gli usi terapeutici potenziali delle cellule staminali, variando dal trattamento le malattie e delle circostanze -- quale diabete, malattia del Parkinson e ferita del midollo spinale -- a modificare del genoma.

Le cellule staminali pluripotent umane sono celle che, nella teoria, possono svilupparsi per sempre e servire da sorgente inesauribile per le celle specializzate, quali le celle del cervello, del rene e del cuore. Ma le cellule staminali sono sensibili ed i loro usi potenziali nella medicina sono ostacolati dallo sforzo di crescita in un piatto della coltura cellulare, che può danneggiare il loro DNA e piombo alla morte delle cellule.

In una serie degli esperimenti, gli scienziati piombo da Ilyas Singeç, M.D., il Ph.D., Direttore del laboratorio di traduzione della cellula staminale al centro nazionale di NIH per l'avanzamento delle scienze di traduzione (NCATS), hanno usato la alto-capacità di lavorazione che scherma per verificare sistematicamente migliaia di composti e di droghe per identificare una combinazione unica che notevolmente ha migliorato la sopravvivenza della cellula staminale ed ha diminuito lo sforzo della coltura cellulare.

Singeç ed i suoi co-ricercatori descritti come hanno sviluppato il cocktail, chiamato CEPT ed il suo le applicazioni 3 maggio potenziale nei metodi della natura.

Il cocktail della piccolo-molecola sta salvaguardando le celle e sta incitando la cellula staminale per usare più prevedibile ed efficiente. Nell'impedire lo sforzo cellulare ed il DNA danneggi che accade tipicamente, noi stanno evitando la morte delle cellule e stanno migliorando la qualità delle celle sopravviventi. Il cocktail si trasformerà in in una graffetta largamente usata del giacimento della cellula staminale ed amplificherà le applicazioni della cellula staminale sia nella ricerca che nella clinica.„

Ilyas Singeç, M.D., Ph.D., Direttore, laboratorio di traduzione della cellula staminale, il centro nazionale di NIH per l'avanzamento delle scienze di traduzione (NCATS)

i iPSCs sono derivati da interfaccia o dai globuli riprogrammati. Per migliorare la loro sopravvivenza nella cultura, Singeç ed il suo gruppo inizialmente hanno provato le droghe Amministrazione-approvate dell'alimento e della droga dei più di 15.000 Stati Uniti ed i composti d'investigazione della piccolo-molecola dalle collezioni di NCATS.

Fra le 20 droghe e composti che potrebbero inibire l'attività di ROCCIA, un tipo di enzima della chinasi che è compreso nello sforzo della cellula staminale, hanno trovato che il composto Chroman 1 era più potente del composto ampiamente usato Y 27632 nel miglioramento della sopravvivenza delle cellule.

Per più ulteriormente migliorare la sopravvivenza delle cellule, Singeç ed i suoi colleghi hanno usato le capacità della selezione della droga della matrice di NCATS per cercare le sinergie potenziali fra Chroman 1 ed altri droghe e composti. La selezione della droga della matrice permette ai ricercatori di studiare gli effetti delle combinazioni della droga e di determinare i meccanismi possibili da cui queste droghe agiscono.

I ricercatori hanno identificato una droga d'investigazione, Emricasan, che, una volta combinato con Chroman 1, potrebbe fornire il supporto supplementare per migliorare l'attuabilità della cellula staminale.

Secondo Singeç, uno sforzo importante nella biologia di cellula staminale è un trattamento sperimentale chiamato clonazione unicellulare. Sebbene coltivare le cellule staminali nei grandi gruppi sia clonazione più facile e unicellulare -- coltivando una cella per volta in un minuscolo bene di una lastra grossa di coltura cellulare -- è molto stressante alle celle ed inefficiente. Il trattamento ha applicazioni critiche in gene che modifica e che stabilisce le linee cellulari, che sono colture cellulari sviluppate da un unicellulare.

Nel suo lavoro iniziale della selezione, il gruppo ha verificato gli effetti protettivi delle droghe e dei composti su 500 cellule staminali per volta nei pozzi della lastra grossa. Per imitare lo sforzo delle cellule veduto durante la clonazione unicellulare, i ricercatori poi hanno sviluppato una nuova analisi (prova) per permetterli di esaminare gli effetti di più di 7.500 composti su soltanto 10 celle per volta.

Questa prova piombo all'identificazione di un terzo composto, trans--ISRIB, che ha migliorato la sopravvivenza delle cellule, anche quando c'erano poche celle in ogni lastra grossa. Gli esperimenti supplementari hanno indicato che una miscela dei composti ha chiamato i polyamines -- congiuntamente a Chroman 1, a Emricasan e a trans--ISRIB -- meglio provato per clonazione unicellulare.

“Le celle devono essere coltivate correttamente e devono essere di buona qualità da entrare in pazienti,„ ha detto il direttore provvisorio Joni Rutter, Ph.D. di NCATS “trovando i nuovi modi proteggere le cellule staminali da danno, questi risultati potrebbe finalmente avere vaste implicazioni per molte malattie differenti, compreso cancro, il morbo di Alzheimer e più.„

Il gruppo ha effettuato una schiera degli esperimenti per verificare l'utilizzabilità del cocktail. I ricercatori indicati, per esempio, quello CEPT hanno migliorato biobanking delle cellule staminali, chiamato cryopreservation, che comprende congelare le celle e tipicamente è molto stressante per loro.

Cryopreservation è critico a portare le cellule staminali alla clinica, ma i numeri significativi delle celle sono persi o danneggiati durante il trattamento di disgelo. Il cocktail ha migliorato drammaticamente il trattamento.

In un'altra prova, i ricercatori hanno studiato l'uso del cocktail sui iPSCs che già sono stati differenziati nelle celle del cuore, nei motoneuroni ed in altri tipi delle cellule.

Hanno trovato che queste celle differenziate curate con CEPT egualmente erano funzione migliore più possibile e mostrata. Singeç egualmente ha notato gli usi potenziali per il cocktail nell'assistenza tecnica del tessuto e nel biomanufacturing di vari tipi delle cellule per lo sviluppo a ricupero della droga e della medicina.

“Per i 20 anni ultimi, non abbiamo potuti coltivare le cellule staminali umane nelle circostanze più ottimali,„ Singeç ha detto. “Il nostro approccio potrebbe migliorare la sicurezza ed assicurarsi che le linee cellulari di prossima generazione del gambo fossero coltivate ad alta qualità prima di entrare nella clinica.„