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A ampliação da célula estaminal contribui para diminuir na função normal durante o envelhecimento

Os biólogos do MIT responderam a uma pergunta biológica importante: Por que as pilhas controlam seu tamanho?

As pilhas do mesmo tipo são impressionante uniformes em tamanho, quando o tamanho de pilha diferir entre tipos diferentes da pilha. Isto levanta a pergunta de se o tamanho de pilha é importante para a fisiologia celular.

O estudo novo sugere que a ampliação celular conduza uma diminuição em função das células estaminais. Os pesquisadores encontraram que as células estaminais de sangue, que estão entre as pilhas as menores no corpo, perdem sua capacidade para executar sua função normal -; reabastecendo os glóbulos do corpo -; como crescem maiores. Contudo, quando as pilhas foram restauradas a seu tamanho usual, comportaram-se normalmente outra vez.

Os pesquisadores igualmente encontraram que as células estaminais do sangue tendem a ampliar enquanto envelhecem. Seu estudo mostra que esta ampliação contribui à diminuição da célula estaminal durante o envelhecimento.

Nós descobrimos a ampliação celular como um factor de envelhecimento novo in vivo, e agora nós podemos explorar se nós podemos tratar a ampliação celular para atrasar envelhecer e doenças envelhecimento-relacionadas.”

Jette Lengefeld, postdoc anterior do MIT, investigador principal na universidade de Helsínquia

Lengefeld é o autor principal do estudo, que aparece hoje em avanços da ciência. O Amon atrasado de Angelika, um professor do MIT da biologia e o membro do instituto de Koch para a investigação do cancro Integrative, são o autor superior do estudo.

Efeitos desproporcionados

Soube-se desde os anos 60 que as pilhas humanas crescidas em um prato do laboratório ampliam como se tornam senescent -; um estado celular nondividing

isso é associado com o envelhecimento. Cada vez que uma pilha se divide, pode encontrar dano do ADN. Quando isto acontece, a divisão está parada para reparar o dano. Durante cada um destes atrasa, a pilha cresce ligeira maior. Muitos cientistas acreditaram que esta ampliação era simplesmente um efeito secundário do envelhecimento, mas o laboratório do Amon começou a investigar a possibilidade que o grande tamanho de pilha conduz perdas relativas à idade de função.

Lengefeld estudou os efeitos do tamanho em células estaminais -; especificamente, células estaminais do sangue, que causam os glóbulos de nosso corpo ao longo da vida. Para estudar como o tamanho afecta estas células estaminais, os pesquisadores danificaram seu ADN, conduzindo a um aumento em seu tamanho. Compararam então estas pilhas ampliadas a outras pilhas que dano igualmente experimentado do ADN mas estêve impedido do aumento em tamanho usando uma droga chamada rapamycin.

Após o tratamento, os pesquisadores mediram a funcionalidade destes dois grupos de células estaminais injetando as nos ratos que tiveram suas próprias células estaminais do sangue eliminadas. Isto permitiu que os pesquisadores determinassem se as células estaminais transplantadas podiam ao repopulate os glóbulos do rato.

Encontraram que as células estaminais ADN-danificadas e ampliadas eram incapazes de produzir glóbulos novos. Contudo, as células estaminais ADN-danificadas que foram mantidas pequenas podiam ainda produzir glóbulos novos.

Em uma outra experiência, os pesquisadores usaram uma mutação genética para reduzir o tamanho das grandes células estaminais naturais que encontraram em uns ratos mais velhos. Mostraram que se induziram aquelas grandes células estaminais se tornar outra vez pequenas, as pilhas recuperaram seu potencial regenerative e se comportaram como umas células estaminais mais novas.

“Esta é evidência impressionante que apoia o modelo que o tamanho é importante para a funcionalidade das células estaminais,” Lengefeld diz. “Quando nós danificamos o ADN das células estaminais mas os mantemos pequenos durante o dano, retêm sua funcionalidade. E se nós reduzimos o tamanho de grandes células estaminais, nós podemos restaurar sua função.”

Mantendo pilhas pequenas

Quando os pesquisadores trataram ratos com o rapamycin, começando em uma idade nova, podiam impedir que as células estaminais do sangue ampliem porque os ratos obtiveram mais velhos. As células estaminais do sangue daqueles ratos permaneceram pequenas e puderam construir glóbulos como células estaminais novas mesmo nos ratos 3 anos de idade -; uma idade avançada para um rato.

Rapamycin, uma droga que pudesse inibir o crescimento da pilha, fosse usada agora para tratar alguns cancros e para impedir a rejeção da transplantação de órgão, e levantou o interesse para que sua capacidade estenda o tempo nos ratos e nos outros organismos. Pode ser útil em retardar a ampliação das células estaminais e poderia conseqüentemente ter efeitos benéficos nos seres humanos, Lengefeld diz.

“Se nós encontramos as drogas que são específicas em fazer grandes células estaminais do sangue menores outra vez, nós podemos testar se este melhora a saúde dos povos que sofrem dos problemas com seu sistema do sangue -; como a anemia e um sistema imunitário reduzido -; ou talvez ajude mesmo povos com leucemia,” diz.

Os pesquisadores igualmente demonstraram a importância do tamanho em um outro tipo de células estaminais -; células estaminais intestinais. Encontraram que as células estaminais maiores podiam menos gerar os organoids intestinais, que imitam a estrutura do forro intestinal.

“Que sugeriu que este relacionamento entre o tamanho de pilha e função estivesse conservado nas células estaminais, e que o tamanho celular é um marcador da função da célula estaminal,” Lengefeld diz.