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Os pesquisadores descodificam os mecanismos do processo de renovação da pilha

O intestino humano é compo de mais de 40 medidores quadrados do tecido, com uma multidão de dobras em sua superfície interna que se assemelham a vales e a picos de montanha a fim aumentar a absorção dos nutrientes. O intestino igualmente tem a característica original de ser em um estado contínuo de auto-renovação.

Isto significa que aproximadamente cada 5 dias todas as pilhas de suas paredes internas estão renovadas para garantir a função intestinal correcta. Até aqui, os cientistas souberam que esta renovação poderia ocorrer agradecimentos às células estaminais, que são protegidas nas criptas intestinais assim chamadas, e que causam pilhas diferenciadas novas. Contudo, o processo que isso conduz à forma côncava das criptas e a migração de pilhas novas para os picos intestinais era desconhecida.

Agora, uma equipe internacional conduzida pelo professor de Xavier Trepat, de pesquisa de ICREA e pelo líder do grupo no instituto para a tecnologia biológica de Catalonia (IBEC), em colaboração com o IRB, pesquisadores das universidades de UB e de UPC em Barcelona, e o Curie Institute de Paris, decifrou os mecanismos que conduzem as criptas adotar e manter sua forma côncava, e como o movimento da migração das pilhas para os picos ocorre, sem o intestino que perde sua forma dobrada característica.

O estudo, publicado na biologia celular prestigiosa da natureza do jornal, combinou a modelagem do computador, conduzida pelo Arroyo de Marino, professor no UPC, pesquisador associado com o IBEC e membro de CIMNE, com as experiências com os organoids intestinais das pilhas do rato, e mostra que este processo é agradecimentos possíveis às forças mecânicas exercidas pelas pilhas. Uma parte importante deste estudo foi apoiada do “pela fundação de Caixa la” no âmbito do programa de CaixaResearch. A entidade igualmente concedeu uma bolsa de estudos ao primeiro co-autor, Gerardo Ceada, para realizar seu PhD em IBEC.

As forças determinam e controlam a forma do intestino e do movimento das pilhas

Usando células estaminais do rato e técnicas da tecnologia biológica e do mechanobiology, os pesquisadores desenvolveram os mini-intestinos, os organoids que se assemelham à estrutura tridimensional dos picos e dos vales, recapitulando funções do tecido in vivo. Usando as tecnologias da microscopia desenvolvidas pelo mesmo grupo, os pesquisadores realizaram as experiências de alta resolução pela primeira vez que permitiram que obtenham os mapas 3D que mostram as forças exercidas por cada pilha.

Além, com este modelo in vitro, os cientistas mostraram que o movimento de pilhas novas ao pico está controlado igualmente pelas forças mecânicas exercidas pelas pilhas elas mesmas, especificamente pelo cytoskeleton, uma rede dos filamentos que determinasse e mantivesse a forma da pilha.

O contrário ao que foi acreditado até aqui, nós pudemos determinar que não é as pilhas da cripta intestinal que levantam os novos, mas que é as pilhas no pico que puxa para cima os novos, aparentado a um alpinista de que ajude um outro montanhista puxando os acima”,

Gerardo Ceada, instituto para a tecnologia biológica de Catalonia

“Com este sistema, nós descobrimos que a cripta é côncava porque as pilhas têm mais tensão em sua superfície superior do que na parte inferior, que faz com que adotem uma forma cónica. Quando isto ocorre em diversas pilhas próximos um do outro, o resultado é que as dobras do tecido, causando um teste padrão dos picos e dos vales”, adicionam Carlos Pérez-Gonzalez, (IBEC e Curie Institute).

O modelo novo do mini-intestino permitirá uns estudos mais adicionais das doenças tais como o cancro, a doença celíaca ou a colite a ser conduzidos nas circunstâncias reprodutíveis e reais, em que há uma proliferação descontrolada das células estaminais ou de um destructuring das dobras. Além, os organoids intestinais podem ser manufacturados com pilhas humanas e ser usados para a revelação de drogas novas ou para o estudo do microbiota intestinal.

Source:
Journal reference:

Pérez-González, C., et al. (2021)  Mechanical compartmentalization of the intestinal organoid enables crypt folding and collective cell migration. Nature Cell Biology. doi.org/10.1038/s41556-021-00699-6.