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L'ingrandimento della cellula staminale contribuisce per diminuire nella funzione normale durante l'invecchiamento

I biologi del MIT hanno risposto ad una domanda biologica importante: Perché le celle gestiscono la loro dimensione?

Le celle dello stesso tipo sono in maniera sconvolgente costanti nella dimensione, mentre la dimensione delle cellule differisce fra i tipi differenti delle cellule. Ciò solleva il problema di se la dimensione delle cellule è importante per la fisiologia cellulare.

Il nuovo studio suggerisce che l'ingrandimento cellulare determini un declino in funzione delle cellule staminali. I ricercatori hanno trovato che le cellule staminali di sangue, che sono fra le più piccole celle nell'organismo, perdono la loro capacità di eseguire la loro funzione normale -; riempiendo i globuli dell'organismo -; come si ingrandiscono. Tuttavia, quando le celle sono state riparate alla loro dimensione usuale, si sono comportate normalmente ancora.

I ricercatori egualmente hanno trovato che le cellule staminali di sangue tendono ad ingrandire mentre invecchiano. Il loro studio indica che questo ingrandimento contribuisce al declino della cellula staminale durante l'invecchiamento.

Abbiamo scoperto l'ingrandimento cellulare come nuovo fattore di invecchiamento in vivo ed ora possiamo esplorare se possiamo trattare l'ingrandimento cellulare per ritardare invecchiare e malattie in relazione con l'invecchiamento.„

Jette Lengefeld, precedente postdoc del MIT, ricercatore principale all'università di Helsinki

Lengefeld è l'autore principale dello studio, che compare oggi negli avanzamenti di scienza. Angelika recente Amon, un professore del MIT di biologia e membro dell'istituto di Koch per ricerca sul cancro integrante, è l'autore senior dello studio.

Effetti oversize

È stato conosciuto dagli anni 60 che le cellule umane sviluppate in un piatto del laboratorio ingrandicono mentre diventano senescenti -; uno stato cellulare nondividing

quello è associato con invecchiamento. Ogni volta che una cella si divide, può incontrare il danno del DNA. Quando questo accade, la divisione è fermata per riparare il danno. Durante il ciascuno di questi ritarda, la cella si sviluppa leggermente più grande. Molti scienziati hanno ritenuto che questo ingrandimento fosse semplicemente un effetto secondario di invecchiamento, ma il laboratorio di Amon ha cominciato a studiare la possibilità che la grande dimensione delle cellule determina le perdite relative all'età di funzione.

Lengefeld ha studiato gli effetti della dimensione sulle cellule staminali -; specificamente, cellule staminali di sangue, che provocano i globuli del nostro organismo durante vita. Per studiare come la dimensione pregiudica queste cellule staminali, i ricercatori hanno danneggiato il loro DNA, piombo ad un aumento nella loro dimensione. Poi hanno confrontato queste celle ingrandette ad altre celle che il danno anche sperimentato del DNA ma è stato impedito aumentare di dimensione facendo uso di una droga chiamata rapamicina.

Dopo il trattamento, i ricercatori hanno misurato la funzionalità di questi due gruppi di cellule staminali iniettandole nei mouse che hanno avuti loro proprie cellule staminali di sangue eliminate. Ciò ha permesso che i ricercatori determinassero se le cellule staminali trapiantate potessero a repopulate i globuli del mouse.

Hanno trovato che le cellule staminali DNA-nocive ed ingrandette non potevano produrre i nuovi globuli. Tuttavia, le cellule staminali DNA-nocive che sono state tenute piccole potevano ancora produrre i nuovi globuli.

In un altro esperimento, i ricercatori hanno usato una mutazione genetica per diminuire la dimensione di grandi cellule staminali naturali che hanno trovato in più vecchi mouse. Hanno indicato che se incitassero quelle grandi cellule staminali a diventare ancora piccole, le celle hanno riacquistato il loro potenziale a ricupero e si sono comportate come le più giovani cellule staminali.

“Questa è prova notevole che supporta il modello che la dimensione è importante per funzionalità delle cellule staminali,„ Lengefeld dice. “Quando danneggiamo il DNA delle cellule staminali ma le teniamo piccole durante il danno, conservano la loro funzionalità. E se diminuiamo la dimensione di grandi cellule staminali, possiamo riparare la loro funzione.„

Tenendo le celle piccole

Quando i ricercatori hanno trattato i mouse con la rapamicina, cominciante ad una giovane età, potevano impedire alle cellule staminali di sangue di ingrandire poichè i mouse hanno ottenuto più vecchi. Le cellule staminali di sangue da quei mouse sono rimanere piccole e potevano sviluppare i globuli come le giovani cellule staminali anche in mouse 3 anni -; una vecchiaia per un mouse.

La rapamicina, una droga che può inibire la crescita delle cellule, ora è usata per trattare alcuni cancri e per impedire il rifiuto del trapianto di organi ed ha sollevato l'interesse affinchè la sua capacità estenda la durata della vita in mouse ed in altri organismi. Può essere utile nel rallentamento dell'ingrandimento delle cellule staminali e quindi potrebbe avere effetti benefici in esseri umani, Lengefeld dice.

“Se troviamo le droghe che sono specifiche nel rendere le grandi cellule staminali di sangue più piccole ancora, possiamo provare se questo migliora la salubrità della gente che soffre dai problemi con il loro sistema di sangue -; come l'anemia e un sistema immunitario diminuito -; o forse anche aiuti la gente con la leucemia,„ dice.

I ricercatori egualmente hanno dimostrato l'importanza della dimensione in un altro tipo di cellule staminali -; cellule staminali intestinali. Hanno trovato che le più grandi cellule staminali potevano meno generare i organoids intestinali, che imitano la struttura del rivestimento intestinale.

“Che ha suggerito che questa relazione fra la dimensione delle cellule e funzione sia conservata in cellule staminali e che la dimensione cellulare è un indicatore della funzione della cellula staminale,„ Lengefeld dice.