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El cóctel de cuatro partes de la pequeño-molécula puede prevenir la tensión celular

Los investigadores en los institutos de la salud nacionales (NIH) han ideado un cóctel de cuatro partes de la pequeño-molécula que puede proteger a las células madres llamadas indujeron a las células madres pluripotent (iPSCs) de la tensión y mantienen la estructura y la función de célula madre normal.

Los investigadores sugieren que el cóctel podría aumentar las aplicaciones terapéuticas potenciales de células madres, colocando de tratar enfermedades y condiciones -- por ejemplo la diabetes, la enfermedad de Parkinson y daño de la médula espinal -- a corregir del genoma.

Las células madres pluripotent humanas son las células que, en teoría, pueden crecer para siempre y servir como fuente inagotable para las células especializadas, tales como células cerebral, del riñón y del corazón. Pero las células madres son sensibles, y sus aplicaciones potenciales en remedio son obstaculizadas por la tensión del crecimiento en un plato del cultivo celular, que puede dañar su DNA y llevar a la muerte celular.

En una serie de experimentos, los científicos llevados por Ilyas Singeç, M.D., Ph.D., director del laboratorio de la traslación de la célula madre en el centro nacional de NIH para avance las ciencias de translación (NCATS), utilizaron la alto-producción que revisaba para probar sistemáticamente millares de composiciones y de drogas para determinar una combinación única que perfeccionó grandemente supervivencia de la célula madre y redujo la tensión del cultivo celular.

Singeç y sus co-investigadores descritos cómo desarrollaron el cóctel, llamado CEPT, y su los usos 3 de mayo potencial en métodos de la naturaleza.

El cóctel de la pequeño-molécula está salvaguardando las células y está haciendo que la célula madre utiliza más fiable y eficiente. En la prevención de la tensión celular y de la DNA dañe que ocurre típicamente, nosotros están evitando muerte celular y están perfeccionando la calidad de las células de la supervivencia. El cóctel se convertirá en una grapa ampliamente usada del campo de la célula madre y reforzará usos de la célula madre en la investigación y la clínica.”

Ilyas Singeç, M.D., Ph.D., director, laboratorio de la traslación de la célula madre, el centro nacional de NIH para avance las ciencias de translación (NCATS)

los iPSCs se derivan de piel o de glóbulos reprogramados. Para perfeccionar su supervivencia en cultura, Singeç y sus personas probaron inicialmente las drogas Administración-aprobadas de la comida y de la droga de los más de 15.000 E.E.U.U. y las composiciones de investigación de la pequeño-molécula de las colecciones de NCATS.

Entre las 20 drogas y composiciones que podrían inhibir la actividad de la ROCA, un tipo de enzima de la cinasa que está implicada en la tensión de la célula madre, ella encontró que la composición Chroman 1 era más potente que la composición ampliamente utilizada Y 27632 en perfeccionar supervivencia de la célula.

Para perfeccionar más lejos supervivencia de la célula, Singeç y sus colegas utilizaron las capacidades de la investigación de la droga de la matriz de NCATS para buscar sinergias potenciales entre Chroman 1 y otras drogas y composiciones. La investigación de la droga de la matriz permite a investigadores estudiar los efectos de las combinaciones de la droga y determinar los mecanismos posibles por los cuales estas drogas actúan.

Los investigadores determinaron una droga de investigación, Emricasan, que, cuando estaba combinado con Chroman 1, podría proporcionar el apoyo adicional para perfeccionar viabilidad de la célula madre.

Según Singeç, un esfuerzo importante en biología de célula madre es un proceso experimental llamado reproducción unicelular. Aunque cultivar a las células madres en grupos grandes sea una reproducción más fácil, unicelular -- cultivando una célula al mismo tiempo en un minúsculo bien de una placa del cultivo celular -- es muy agotador a las células e ineficaz. El proceso tiene usos críticos en el gen que corrige y que establece las variedades de células, que son cultivos celulares desarrollados de una célula.

En su trabajo inicial de la investigación, las personas probaron los efectos protectores de drogas y de composiciones sobre 500 células madres al mismo tiempo en pozos de la placa. Para imitar la tensión de la célula vista durante la reproducción unicelular, los investigadores entonces desarrollaron un nuevo análisis (prueba) para permitir que examinen los efectos de más de 7.500 composiciones sobre solamente 10 células al mismo tiempo.

Esta prueba llevó a la identificación de una tercera composición, transporte-ISRIB, que aumentó supervivencia de la célula, incluso cuando había pocas células en cada placa. Los experimentos adicionales mostraron que una mezcla de composiciones llamó polyamines -- conjuntamente con Chroman 1, Emricasan y transporte-ISRIB -- mejor probado para la reproducción unicelular.

Las “células necesitan ser cultivadas correctamente, y tienen que estar de la buena calidad a entrar pacientes,” dijo a director en funciones Joni Rutter, Ph.D. de NCATS “encontrando nuevas maneras de proteger a las células madres contra daño, estos resultados podría eventual tener implicaciones amplias para muchas diversas enfermedades, incluyendo cáncer, enfermedad de Alzheimer y más.”

Las personas realizaron un arsenal de experimentos para probar la utilidad del cóctel. Los investigadores mostrados, por ejemplo, eso CEPT perfeccionaron biobanking de células madres, llamado el cryopreservation, que implica el congelar de las células y es típicamente muy agotador para ellas.

Cryopreservation es crítico a traer a las células madres a la clínica, pero los números importantes de células son perdidos o dañados durante el proceso el descongelar. El cóctel perfeccionó dramáticamente el proceso.

En otra prueba, los investigadores estudiaron el uso del cóctel en los iPSCs que fueron distinguidos ya en las células del corazón, las neuronas de motor y otros tipos de la célula.

Encontraron que éstas células distinguidas tratadas con la CEPT también eran una función perfeccionada más viable y mostrada. Singeç también observó las aplicaciones potenciales para el cóctel en la ingeniería del tejido y el biomanufacturing de los diversos tipos de la célula para el revelado regenerador del remedio y de la droga.

“Por los 20 años pasados, no hemos podido cultivar a las células madres humanas en las condiciones más óptimas,” Singeç dijo. “Nuestra aproximación podría perfeccionar seguro y asegurarse de que las variedades de células del vástago de la siguiente-generación están cultivadas en de alta calidad antes de trasladarse a la clínica.”