Cellule staminali dormienti per le emergenze

Giugno 23, 2016 Admin Salute 0 4
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Molte cellule specializzate, come nella pelle, mucosa intestinale o di sangue, hanno una durata di pochi giorni. Per questi tessuti di funzionare, un rifornimento costante di cellule specializzate è indispensabile. Questo è il compito dei cosiddetti "adulti" cellule staminali noto anche come cellule staminali tessuto.

Le cellule staminali hanno due caratteristiche principali: In primo luogo, sono in grado di differenziarsi in tutti i diversi tipi di cellule che compongono i rispettivi tessuti - una proprietà chiamata pluripotenza. In secondo luogo, devono rinnovarsi per essere in grado di fornire nuove cellule tissutali specializzate per tutta la vita. Questi processi sono stati meglio studiati midollo osseo di topo.

Fino ad ora, gli scienziati hanno ipotizzato che le cellule staminali adulte hanno un tasso di divisione basso. Secondo la teoria, quindi proteggere il loro DNA da mutazioni, che si verificano soprattutto durante la divisione cellulare e possono portare alla trasformazione in cellule staminali tumorali. Tuttavia, il numero effettivo di divisioni di cellule staminali del sangue tutta la durata della vita di un organismo è rimasta sconosciuta.




Prof. Dr. Andreas Trumpp e Dr. Anne Wilson hanno ora scoperto un gruppo di cellule staminali nel midollo osseo di topo che rimangono in una sorta di letargo quasi tutta la vita. Trumpp, che è stato capo della divisione di Biologia Cellulare presso DKFZ partire dall'estate 2008, aveva effettuato tali studi presso l'Ecole Polytechnique Fйdйrale a Losanna, in Svizzera, in collaborazione con i colleghi presso l'Istituto Ludwig per la ricerca sul cancro si trovano nella stessa città.

Gli scienziati hanno etichettato il materiale genetico di tutte le cellule del sangue del mouse e successivamente studiato per quanto tempo viene mantenuta questa etichetta. Con ogni divisione, il materiale genetico è allocato alle cellule figlie e, in tal modo, l'etichettatura diluisce. Durante questi studi, i ricercatori hanno scoperto che le cellule staminali dormienti che dividono solo circa cinque volte durante la vita di un mouse. Tradotto in esseri umani, questo corrisponderebbe ad una sola divisione cellulare in 18 anni. La maggior parte del tempo, queste cellule, che costituiscono non più di circa il 15 per cento della popolazione di cellule staminali, rimangono in una sorta di dormienza a bassissima metabolismo. Al contrario, le cellule staminali del gruppo più grande, le "attivi" cellule staminali, dividere continuamente una volta al mese.

Tuttavia, in caso di emergenza, come una lesione del midollo osseo o se la sostanza messaggero G-CSF viene rilasciato, la popolazione di cellule dormienti risveglia. Una volta risvegliato, mostra il più alto potenziale di auto-rinnovamento mai essere osservato in cellule staminali. Se trapiantate in topi irradiati, queste cellule sostituiscono il midollo osseo distrutto e ripristinare l'intero sistema ematopoietico. È possibile isolare nuove cellule staminali dormienti dagli animali trapiantati e queste cellule sono in grado di sostituire nuovo midollo osseo - questo può essere fatto più volte in una riga. La situazione è diversa con "attive" cellule staminali, in cui la sostituzione del midollo osseo può essere effettuata con successo solo una volta.

"Crediamo che le cellule staminali che dormono giocano praticamente alcun ruolo in un organismo sano", spiega Trumpp. "Il corpo mantiene le sue cellule staminali più potenti come riserva segreta per le emergenze e le nasconde in grotte nel midollo osseo, chiamate anche nicchie. Se il midollo osseo è danneggiata, immediatamente cominciano dividendo quotidiano, perché le nuove cellule del sangue sono necessari rapidamente. " Una volta che il conteggio delle cellule originale viene ripristinato e il midollo osseo è stato riparato, queste cellule staminali risalgono al sonno profondo. Il numero maggiore di cellule staminali "attivi", tuttavia, mantiene l'equilibrio fisiologico delle cellule del sangue nel normale stato di salute.

Andreas Trumpp prevede che questi risultati possono dare un valido impulso alla nostra comprensione delle cellule staminali tumorali: "Il cancro cellule staminali, anche, probabilmente rimanere in uno stato dormiente la maggior parte del tempo - pensiamo che questo è uno dei motivi per cui sono resistenti a molti tipi di chemioterapia che colpiscono le cellule in rapida crescita. Se siamo stati in grado di svegliare questi dormienti prima che un paziente riceve il trattamento, potrebbe essere possibile eliminare anche le cellule staminali del cancro per la prima volta e, quindi, per curare la malattia in modo più efficace distruggendo la base di approvvigionamento. "

In un secondo articolo *, Dr. Elisa Laurenti dalla squadra di Trumpp mostra che i due geni del cancro c-Myc e N-Myc svolgono un ruolo fondamentale nel funzionamento delle cellule staminali. I due geni forniscono i progetti di quelle che vengono chiamate fattori di trascrizione, che a loro volta regolano l'attività di altri geni e che sono iperattiva particolarmente nelle cellule tumorali. Se entrambi c-Myc e N-Myc sono disattivate contemporaneamente nei topi, gli animali iniziano rapidamente soffre di una generale mancanza di cellule del sangue e rapidamente muoiono.

I due geni sono responsabili non solo per la sopravvivenza di quasi tutte le cellule del sangue, ma anche di controllare congiuntamente le due caratteristiche principali di cellule staminali - la capacità di auto-rinnovamento e il potenziale per la produzione di cellule del sangue differenziate. Questo risultato non è solo importante per la nostra comprensione di cellule staminali, ma spiega anche i danni che possono essere causati da geni Myc iperattiva. Trumpp spiega: "Nei tumori, anche, c-Myc e N-Myc sono presumibilmente responsabili per l'auto-rinnovamento delle cellule staminali del cancro e, quindi, per la crescita incontrollata."

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