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Le chercheur de KU gagne la récompense $1,25 millions pour vérifier le rôle indispensable des hormones sexuelles dans le réglage de tissu

Notre capacité de guérir et tissu neuf de régénéré après que des blessures aient beaucoup à faire avec le sexe biologique. Par exemple, après ménopause, la perte de signalisation d'hormone sexuelle chez les femmes peut mener aux maladies dégénératives telles que l'ostéoporose et l'ostéoarthrite, où l'os et le cartilage dégradent et deviennent plus fragiles et cassants à cause de la perte de tissu.

Maintenant, un chercheur à l'université du Kansas a gagné un de cinq ans, récompense des recherches des chercheurs $1,25 millions de maximum des instituts de la santé nationaux pour étudier comment l'oestrogène agit l'un sur l'autre avec le fuselage au niveau du micro-environnement de cellules. Les résultats pourraient diriger le sens pour l'étude des différences des sexes en cellules stromales mésenchymateuses humaines (MSCs), les cellules spécialisées qui peuvent supporter une foule d'autres cellules en introduisant le réglage et la régénération de tissu après des blessures et représenter une clavette à développer des traitements réglés neufs.

« J'essaye de comprendre pourquoi mâle et le tissu femelle pourrait régénérer différemment et comment ceci mène au début des maladies où le tissu ne régénère pas bien, comme l'ostéoporose et l'ostéoarthrite, » a indiqué Jenny Robinson, professeur adjoint de produit chimique et de bureau d'études de pétrole à KU, qui aboutira le travail sous la récompense de NIH MIRA. « Nous allons aborder cette question au niveau ou au micro-environnement que les cellules vivent dedans, essentiellement, et voient comment cela pourrait dicter la régénération. Nous regardons l'oestradiol, l'oestrogène le plus prédominant, et accoupler cette connaissance avec le contrôle de l'environnement du 3D des cellules pour voir, éventuel, ce qui font nous doit introduire le réglage, et cela est vraisemblablement différent en tissus mâles et femelles. »

En tant qu'athlète de l'adolescence, Robinson a été mis à l'écart de poursuivre une carrière sérieuse du football à cause d'une blessure au genou, mais cela a également déclenché son intérêt pour la science impliquée dans la guérison du fuselage, une curiosité que cela a menée à ses compétences dans les biomatériaux, le bureau d'études de tissu et le bureau d'études biomoléculaire. « Mon laboratoire est réellement concentré sur le tissu conjonctif, » il a dit. « Nous faisons beaucoup avec le ménisque de genou. Est réellement il ce que nous avions fait pendant les trois ou quatre dernières années. »

Les travaux récents du chercheur de KU visent à développer des outils de matière biologique pour analyser à l'extérieur des différences des sexes dans le réglage de tissu et comment les fuselages mettent à jour l'homéostasie, ou un équilibre nécessaire pour introduire la santé et le fonctionnement après des modifications telles que des blessures. Le travail suivra trois circuits principaux :

D'abord, Robinson espère comprendre mieux comment les GCS mâles et femelles répondent différemment aux propriétés spatiales et mécaniques du micro-environnement de cellules utilisant les biomatériaux conçus dans son laboratoire.

« Il y a quelques caractéristiques cliniques à montrer qu'il pourrait y avoir des différences dans les composantes structurelles de tissu chez les hommes et des femmes, » il a dit. « Nous savons que les cellules sont très sensibles à leur environnement structurel, et dans ces systèmes conçus nous pouvons régler beaucoup de facteurs. Mon laboratoire établit les structures 3D basées sur polymère qui tissu imitateur. Nous employons une technique pour produire des fibres sur l'échelle du collagène - ; ainsi nanomètre à la petite échelle de micron - ; et sachez que d'un bout de l'affaire à l'autre les cellules répondent complet différemment si elles sont sur un nanomètre contre une fibre de micromètre, ou si ces fibres juste sont fait au hasard installées ou alignées comme dans le muscle ou beaucoup de tissu conjonctif tel que le ménisque. Mais ce qui s'ils sont de mâle ou de patientes - ; sont ces cellules répondant différemment aux caractères indicateurs structurels que nous pouvons concevoir et fournir pour eux dans le laboratoire ? »

Supplémentaire, Robinson vise à découvrir comment l'oestrogène affecte la transcription en aval, ou comment les cellules copient des segments d'ADN dans l'ARN pour effectuer les protéines essentielles, et le comportement suivant des cellules. Pour faire ainsi, son laboratoire a développé les microprocesseurs personnalisés qui exposent des cellules à différentes concentrations d'oestrogène.

Nous avons adapté des modèles précédents et fabriqué à l'installation de nanofabrication de KU. Il est facile les effectuer et assez bon marché. Les chercheurs montrent que l'oestrogène a des effets par un large éventail de concentrations en oestrogène et ainsi selon la concentration, vous pourriez dire, « bien, l'oestrogène faisant ceci, ou il fait l'opposé. » Si vous dites, « je vais regarder cette gamme de concentration, et je vais à manuellement la fais, « il va prendre beaucoup de temps. Nous regardons neuf ordres de grandeur le changement de la concentration. Cependant, nous pouvons adresser cette gamme étendue de concentration dans des ces dispositifs en injectant des cellules - ; vous avez besoin juste d'une petite quantité - ; et alors les dispositifs peuvent appliquer rapidement différentes concentrations par beaucoup de glissières utilisant la diffusion. Vous obtenez une gamme des concentrations juste par le mélange de zéro à une forte concentration par ces glissières et produisez un gradient de concentration. L'idée est vous dosent ces cellules pendant 24, 48 ou 72 heures, puis vous pouvez sortir les cellules et commencer à regarder la façon dont les cellules répondent a basé sur ces concentrations. Ces microprocesseurs sauvegarderont le temps et coût nécessaire pour achever ces études. »

Jenny Robinson, professeur adjoint de produit chimique et de bureau d'études de pétrole à KU

En conclusion, Robinson et son laboratoire espèrent employer leurs résultats pour concevoir les systèmes de matière biologique qui règlent effectivement l'exposé de l'oestrogène aux cellules, une avance qui pourrait mener à plus de traitements efficaces pour une foule de blessures et d'états chroniques qui endommagent les os et le tissu conjonctif.

« La voie que nous effectuons des biomatériaux, nous peut régler le desserrage de l'oestrogène. Tout comme les pilules à émission lente, nous pouvons prendre l'idée des microsphères et de la formulation de médicament mais la prendre au matériau de l'échafaudage 3D, » il a dit. « Nous réellement pouvons effectuer un genre de matière biologique de plus près du produit où vous dites, « ceci est la structure que je dois pour que les cellules répondent, et elle relâche ou cette hormone ou le modulateur d'hormone à ce régime que nous connaissons est réellement important pour le réglage. «  »

Tandis que la recherche porte au commencement sur des biomatériaux d'oestrogène et de potentiel adaptés vers des femmes, le chercheur de KU a dit que son enquête pourrait avoir comme conséquence les traitements qui bénéficient des hommes aussi bien.

« Si quelqu'un va être mis sur un inhibiteur d'aromatase - ; par exemple, les hommes sont sur ces inhibiteurs pour éviter la conversion de testostérone en oestrogène, ceci aura des implications pour les deux sexes biologiques, » il a dit.

Robinson a dit que le travail sous la concession également aidera à former le prochain rétablissement des scientifiques dans le domaine des biomatériaux de bureau d'études.

« J'ai 14 personnes dans le groupe en ce moment, y compris des étudiants préparant une licence, des étudiants et un postdoc, et elles font différents projets tout entourés dans ce travail, » il a dit. « Pour moi, la formation et le processus d'apprentissage pour les stagiaires est ma chose préférée. J'aime la capacité de donner une idée de grand-illustration et de les faire faire fonctionner avec elle. La capacité au mentor ces stagiaires est l'une des raisons principales pourquoi j'aime la recherche universitaire. »

Cependant, Robinson a dit que l'objectif final est d'effectuer la recherche qui améliorera la santé des gens.

« Tant de gens doivent traiter des blessures musculosquelettiques, » il a dit. « Elle affecte la qualité de vie des gens. Elle est l'une des plus grandes éditions qui entraîne l'invalidité et le chômage et le manque de pouvoir fonctionner en général. Les blessures et la dégénérescence orthopédiques sont susceptibles d'infester beaucoup de gens. Chacun connaît quelqu'un qui a blessé un certain type de tissu conjonctif. »