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El investigador de KU gana la recompensa $1,25 millones para investigar el papel vital de las hormonas de sexo en la reparación del tejido

Nuestra capacidad de curar y tejido del regenerado nuevo después de que un daño tenga mucho a hacer con el sexo biológico. Por ejemplo, después de menopausia, la baja de la transmisión de señales de la sexo-hormona en mujeres puede llevar a las enfermedades degenerativas tales como osteoporosis y osteoartritis, donde el hueso y el cartílago degradan y llegan a ser más delicados y quebradizos debido a baja del tejido.

Ahora, un investigador en la universidad de Kansas ha ganado un de cinco años, recompensa de la investigación de los investigadores de maximización $1,25 millones de los institutos de la salud nacionales para estudiar cómo el estrógeno obra recíprocamente con la carrocería en el nivel del microambiente de la célula. Los resultados podrían apuntar la dirección para el estudio de las diferencias del sexo en células stromal mesenquimales humanas (MSCs), especializaron las células que pueden soportar un ordenador principal de otras células ascendiendo la reparación y la regeneración del tejido después de daño y representan una llave a desarrollar nuevas terapias adaptadas.

“Estoy intentando entender porqué es masculino y el tejido femenino pudo regenerar diferentemente y cómo éste lleva al inicio de las enfermedades donde el tejido no regenera bien, por ejemplo osteoporosis y osteoartritis,” dijo a Jenny Robinson, profesor adjunto de la substancia química y de la ingeniería del petróleo en KU, que llevará el trabajo bajo recompensa de NIH MIRA. “Vamos a abordar esta pregunta en el nivel o el microambiente que las células viven hacia adentro, esencialmente, y consideran cómo ésa pudo dictar la regeneración. Estamos observando el estradiol, el estrógeno más predominante, y acoplar ese conocimiento con el mando del ambiente del 3D de las células para ver, final, qué lo hace nosotros necesita ascender la reparación, y ésa es probablemente diferente en los tejidos masculinos y femeninos.”

Como atleta adolescente, Robinson sidelined de perseguir una carrera seria del fútbol debido a una lesión de rodilla, pero ésa también accionó su interés en la ciencia implicada en la recuperación de la carrocería, una curiosidad que ésa llevó a su experiencia en biomateriales, la ingeniería del tejido y la ingeniería biomolecular. “Mi laboratorio se centra realmente en tejido conectivo,” ella dijo. “Hacemos mucho con el menisco del codo. Es realmente lo que hemos estado haciendo por los últimos tres o cuatro años.”

La nueva obra del investigador de KU apunta desarrollar las herramientas del biomaterial para analizar fuera diferencias del sexo en la reparación del tejido y cómo las carrocerías mantienen homeostasis, o un equilibrio necesario para ascender salud y la función después de cambios tales como daño. El trabajo seguirá tres caminos principales:

Primero, Robinson espera entender mejor cómo los MSCs masculinos y femeninos responden diferentemente a las propiedades espaciales y mecánicas del microambiente de la célula usando biomateriales dirigidos en su laboratorio.

“Hay un ciertos datos clínicos a mostrar que pudo haber diferencias en componentes estructurales del tejido en hombres y las mujeres,” ella dijo. “Sabemos que las células son muy responsivas a su ambiente estructural, y en estos sistemas dirigidos podemos controlar muchos factores. Mi laboratorio construye las estructuras polímero-basadas 3D que tejido mimético. Utilizamos una técnica para generar fibras en la escala del colágeno -; tan nanómetro a la pequeña escala del micrón -; y sepa que en todos los ámbitos responden las células totalmente diferentemente si están en un nanómetro comparado con una fibra del micrómetro, o si esas fibras apenas se orientan o se alinean aleatoriamente como en el músculo o mucho tejido conectivo tal como el menisco. Pero qué si son de los pacientes masculinos o femeninos -; son esas células que responden diferentemente a las señales de entrada estructurales que podemos dirigir y ofrecer para ellas en el laboratorio?”

Además, Robinson apunta descubrir cómo el estrógeno afecta a la transcripción rio abajo, o cómo las células copian segmentos de la DNA en el ARN para hacer las proteínas esenciales, y el comportamiento subsiguiente de las células. Para hacer así pues, su laboratorio ha desarrollado los microchipes modificados para requisitos particulares que exponen las células a diversas concentraciones de estrógeno.

Hemos adaptado diseños anteriores y fabricado en la instalación de la nanofabricación de KU. Son fáciles de hacer y bastante barato. Los investigadores están mostrando que el estrógeno tiene efectos con una amplia gama de concentraciones del estrógeno y así que dependiendo de la concentración, usted podría decir, “bien, el estrógeno que hacía esto, o está haciendo el contrario.” Si usted dice, “voy a observar este alcance de la concentración, y voy a manualmente lo hago, “él voy a tomar mucho tiempo. Estamos observando nueve órdenes de magnitud cambiamos en la concentración. Sin embargo, podemos dirigir este alcance grande de la concentración en estos dispositivos sembrando las células -; usted apenas necesita una pequeña cantidad -; y entonces los dispositivos pueden aplicar rápidamente diversas concentraciones a través de muchos canales usando la difusión. Usted consigue un alcance de concentraciones apenas mezclándose a partir de la cero a una alta concentración a través de estos canales y crea un gradiente de la concentración. La idea es usted dosifica estas células por 24, 48 o 72 horas, después usted puede sacar las células y comenzar a observar cómo están respondiendo las células basó en estas concentraciones. Estos microchipes salvarán en el tiempo y costarán necesario para terminar estos estudios.”

Jenny Robinson, profesor adjunto de la substancia química y de la ingeniería del petróleo en KU

Finalmente, Robinson y su laboratorio esperan utilizar sus resultados para dirigir los sistemas del biomaterial que regulan efectivo la presentación del estrógeno a las células, un avance que podría llevar a tratamientos más efectivos para un ordenador principal de los daños y de las condiciones crónicas que dañan los huesos y el tejido conectivo.

“La manera que hacemos biomateriales, nosotros puede controlar la baja del estrógeno. Como píldoras de la lento-baja, podemos tomar la idea de microesferas y de la formulación de la droga sino llevarla el material del andamio 3D,” ella dijo. “Podemos hacer real una clase del biomaterial más cercano al producto donde usted dice, “esto somos la estructura que necesito para que respondan las células, y libera o esta hormona o el modulador de la hormona a este régimen que conozcamos es realmente importante para la reparación. “”

Mientras que la investigación centra inicialmente en los biomateriales del estrógeno y del potencial adaptados hacia mujeres, el investigador de KU dijo que su investigación podría dar lugar a las terapias que benefician a hombres también.

“Si alguien va a ser puesta en un inhibidor del aromatase -; por ejemplo, los hombres están en estos inhibidores para prevenir la conversión de la testosterona al estrógeno, éste tendrá implicaciones para ambos sexos biológicos,” ella dijo.

Robinson dijo que el trabajo bajo concesión también ayudará a entrenar a la generación siguiente de científicos en el campo de los biomateriales de la ingeniería.

“Tengo 14 personas en el grupo ahora, incluyendo estudiantes, estudiantes de postgrado y un postdoc, y están haciendo diversos proyectos abarcados todo en este trabajo,” ella dijo. “Para mí, el entrenamiento y el proceso de aprendizaje para los estudiantes está mi cosa preferida. Amo la capacidad de dar una idea del grande-retrato y de tenerlos ejecutada con ella. La capacidad al mentor estos aprendices es una de las razones principales por las que amo la investigación académica.”

Con todo, Robinson dijo que el objetivo final es realizar la investigación que perfeccionará la salud de la gente.

“Tan mucha gente tiene que ocuparse de daños musculoesqueléticos,” ella dijo. “Afecta a la calidad de vida de la gente. Es una de las entregas más grandes que causa incapacidad y desempleo y falta de poder trabajar en general. El daño y la degeneración ortopédicos son probables plagar a mucha gente. Todo el mundo conoce alguien que ha herido algún tipo de tejido conectivo.”