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O pesquisador de KU ganha a concessão $1,25 milhões para investigar o papel vital de hormonas de sexo no reparo do tecido

Nossa capacidade para curar e tecido novo do regenerado depois que um ferimento tem muito a fazer com sexo biológico. Por exemplo, depois da menopausa, a perda de sinalização da sexo-hormona nas mulheres pode conduzir às doenças degenerativos tais como a osteoporose e a osteodistrofia, onde o osso e a cartilagem degradam e se tornam mais delicados e frágeis devido à perda do tecido.

Agora, um pesquisador na universidade de Kansas ganhou uma de cinco anos, concessão da pesquisa dos investigador $1,25 milhões de aumento dos institutos de saúde nacionais para estudar como a hormona estrogénica interage com o corpo a nível do microambiente da pilha. Os resultados poderiam apontar o sentido para o estudo de diferenças do sexo em pilhas stromal mesenchymal humanas (MSCs), especializariam as pilhas que podem apoiar um anfitrião de outras pilhas promovendo o reparo e a regeneração do tecido após ferimento e representam uma chave a desenvolver terapias costuradas novas.

“Eu estou tentando compreender porque masculino e o tecido fêmea pôde regenerar diferentemente e como este conduz ao início das doenças onde o tecido não regenera bem, como a osteoporose e a osteodistrofia,” disse Jenny Robinson, professor adjunto do produto químico & da engenharia do petróleo em KU, que conduzirá o trabalho sob a concessão de NIH MIRA. “Nós estamos indo aproximar esta pergunta no nível ou no microambiente que as pilhas vivem dentro, essencialmente, e consideram como aquela pôde ditar a regeneração. Nós estamos olhando o estradiol, a hormona estrogénica a mais predominante, e acoplar esse conhecimento com controle do ambiente do 3D das pilhas para ver, finalmente, o que fazem nós precisa de promover o reparo, e o aquele é provavelmente diferente nos tecidos masculinos e fêmeas.”

Como um atleta adolescente, Robinson sidelined de levar a cabo uma carreira séria do futebol devido a uma lesão de joelho, mas aquela igualmente provocou seu interesse na ciência envolvida na recuperação do corpo, em uma curiosidade que aquela conduziu a sua experiência nos matérias biológicos, na engenharia do tecido e na engenharia biomolecular. “Meu laboratório é focalizado realmente no tecido conjuntivo,” disse. “Nós fazemos muito com o menisco do joelho. É realmente o que nós temos feito pelos três ou quatro anos passados.”

A nova obra do pesquisador de KU aponta desenvolver ferramentas do matéria biológico para analisar gramaticalmente para fora diferenças do sexo no reparo do tecido e como os corpos mantêm a homeostase, ou em um equilíbrio necessário para promover a saúde e a função após mudanças tais como ferimento. O trabalho seguirá três trajectos principais:

Primeiramente, Robinson espera compreender melhor como os CAM masculinos e fêmeas respondem diferentemente às propriedades espaciais e mecânicas do microambiente da pilha usando matérias biológicos projetados em seu laboratório.

“Há alguns dados clínicos a mostrar que pôde haver umas diferenças em componentes estruturais do tecido nos homens e mulheres,” disse. “Nós sabemos que as pilhas são muito responsivas a seu ambiente estrutural, e nestes sistemas projetados nós podemos controlar muitos factores. Meu laboratório constrói as estruturas 3D polímero-baseadas que tecido simulado. Nós usamos uma técnica para gerar fibras na escala do colagénio -; assim nanômetro à escala pequena do mícron -; e saiba que em toda a linha as pilhas respondem completamente diferentemente se estão em um nanômetro contra uma fibra do micrômetro, ou se aquelas fibras aleatòria estão orientadas apenas ou alinhadas como no músculo ou o muito tecido conjuntivo tal como o menisco. Mas que se são dos pacientes masculinos ou fêmeas -; são aquelas pilhas que respondem diferentemente às sugestões estruturais que nós podemos projectar e fornecer para elas no laboratório?”

Adicionalmente, Robinson aponta descobrir como a hormona estrogénica afecta a transcrição a jusante, ou como as pilhas copiam segmentos do ADN no RNA para fazer proteínas essenciais, e o comportamento subseqüente das pilhas. Para fazer assim, seu laboratório desenvolveu os microchip personalizados que expor pilhas às concentrações diferentes de hormona estrogénica.

Nós adaptamos projectos precedentes e fabricado na facilidade da nanofabricação de KU. São fáceis de fazer razoavelmente barato e. Os pesquisadores estão mostrando que a hormona estrogénica tem efeitos através de uma vasta gama de concentrações da hormona estrogénica e assim que segundo a concentração, você poderia dizer, “bem, hormona estrogénica que faz esta, ou está fazendo o oposto.” Se você diz, “eu estou indo olhar esta escala da concentração, e eu estou indo a manualmente faço-a, “ele estou indo tomar muito tempo. Nós estamos olhando nove ordens de grandeza mudamos na concentração. Contudo, nós podemos endereçar esta grande escala da concentração nestes dispositivos semeando pilhas -; você apenas precisa uma pequena quantidade -; e então os dispositivos podem aplicar rapidamente concentrações diferentes através de muitos canais usando a difusão. Você obtem uma escala das concentrações apenas misturando de zero a uma concentração alta através destes canais e cria um inclinação da concentração. A ideia é você dosa estas pilhas por 24, 48 ou 72 horas, a seguir você pode remover as pilhas e começar olhar como as pilhas estão respondendo baseou nestas concentrações. Estes microchip salvar no tempo e custarão necessário para terminar estes estudos.”

Jenny Robinson, professor adjunto do produto químico & da engenharia do petróleo em KU

Finalmente, Robinson e seu laboratório esperam usar seus resultados para projectar os sistemas do matéria biológico que regulam eficazmente a apresentação da hormona estrogénica às pilhas, um avanço que poderia conduzir a uns tratamentos mais eficazes para um anfitrião dos ferimentos e das circunstâncias crônicas que danificam os ossos e o tecido conjuntivo.

“A maneira que nós fazemos matérias biológicos, nós pode controlar a liberação da hormona estrogénica. Bem como comprimidos da lento-liberação, nós podemos tomar a ideia das microsfera e da formulação da droga mas para tomá-la ao material do andaime 3D,” disse. “Nós realmente podemos fazer um tipo do matéria biológico mais perto do produto onde você diz, “isto somos a estrutura que eu preciso para que as pilhas respondam, e libera ou esta hormona ou o modulador da hormona nesta taxa que nós conhecemos é realmente importante para o reparo. “”

Quando a pesquisa se centrar inicialmente nos matérias biológicos da hormona estrogénica e do potencial alinhados para mulheres, o pesquisador de KU disse que sua investigação poderia conduzir às terapias que beneficiam homens também.

“Se alguém está indo ser posto sobre um inibidor do aromatase -; por exemplo, os homens estão nestes inibidores para impedir a conversão da testosterona à hormona estrogénica, esta terá implicações para ambos os sexos biológicos,” disse.

Robinson disse que o trabalho sob a concessão igualmente ajudará a treinar a próxima geração de cientistas no campo de matérias biológicos da engenharia.

“Eu tenho 14 povos no grupo agora, incluindo undergrads, estudantes licenciado e um postdoc, e estão fazendo os projectos diferentes abrangidos toda neste trabalho,” disse. “Para mim, o treinamento e a aprendizagem para os estudantes é minha coisa favorita. Eu amo a capacidade para dar uma ideia da grande-imagem e para tê-los executados com ela. A capacidade ao mentor estes estagiários é uma das razões principais pelas quais eu amo a pesquisa académico.”

Contudo, Robinson disse que o objetivo do fim é realizar a pesquisa que melhorará a saúde do pessoa.

“Tão muitos povos têm que tratar os ferimentos osteomusculares,” disse. “Afecta a qualidade do pessoa de vida. É uma das edições as mais grandes que causa a inabilidade e o desemprego e a falta de poder trabalhar geralmente. Ferimento e a degeneração ortopédicos são prováveis flagelar muitos povos. Todos conhece alguém que feriu algum tipo de tecido conjuntivo.”