Come riparare un cuore spezzato: Key Hold Zebrafish alla rigenerazione

Giugno 8, 2016 Admin Salute 0 5
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Gli scienziati inoltre scoperto che i fattori di crescita chiave facilitano l'interazione tra la massa cellulare e la copertura di protezione, favorendo la formazione di nuovo muscolo cardiaco.

Molti biologi cellulari ritengono che la capacità di rigenerare il tessuto cardiaco danneggiato può essere presente in tutte le specie di vertebrati, ma che, per ragioni sconosciute, i mammiferi hanno "spento" questa capacità nel corso dell'evoluzione. Zebrafish potrebbe fornire un modello per aiutare i ricercatori a trovare la chiave per sbloccare questa capacità rigenerativa dormiente nei mammiferi, e tale anticipo potrebbe portare a potenziali trattamenti per cuori umani danneggiati dalla malattia, gli scienziati hanno detto Duca.




"Se si guarda in natura, ci sono molti esempi di diversi tipi di organismi, come Axolotl, tritoni e zebrafish, che hanno una elevata capacità di rigenerare il tessuto perso o danneggiato", ha detto Kenneth Poss, Ph.D., ricercatore senior per la squadra, che ha pubblicato i risultati il ​​3 novembre 2006, nella rivista Cell. I primi autori della carta erano Alexandra Lepilina, MD, e Ashley Coon.

"È interessante notare, alcune specie hanno la capacità di rigenerare appendici, mentre anche le specie abbastanza strettamente collegate non lo fanno", ha aggiunto Poss. "Questo ci porta a credere che nel corso dell'evoluzione, la rigenerazione è qualcosa che è stato perso da alcune specie, piuttosto che una capacità che è stata acquisita da altre specie. La chiave è quella di trovare un modo per 'attivare' questo rigenerativa abilità. "

La ricerca è stata sostenuta dal National Institutes of Health, l'American Heart Association, la March of Dimes e Fondazione Whitehead.

Gli scienziati in precedenza avevano sospettato che zebrafish rigenerato il loro tessuto cardiaco dalla divisione diretta delle cellule muscolari cardiache esistenti adiacenti al pregiudizio, Poss ha detto.

Tuttavia, Poss e colleghi hanno scoperto che il processo assomiglia più da vicino cosa succede quando una salamandra rigenera un arto perduto. Nella salamandra, il luogo della ferita diventa il punto di ritrovo per una massa di staminali indifferenziate, o progenitrici, cellule, che sono cellule immature che hanno il potenziale per essere trasformati in altri tipi di cellule. Questa massa di cellule indifferenziate è noto come un blastema. Come le cellule progenitrici ricevono lo spunto biochimico corretto, si trasformano in tipi cellulari diversi, come le ossa, muscoli e cartilagine, per formare il nuovo arto.

Poss ritiene che, quando una parte del tessuto cardiaco viene rimosso da zebrafish, un blastema forma al sito di lesione. Tuttavia, le cellule progenitrici non raggiungano il loro potenziale di rigenerazione completa senza interazioni con lo strato di cellule "epicardici" che si forma sul blastema. L'intero cuore è avvolto in una membrana nota come epicardio.

Entro il terzo giorno dopo la lesione, le cellule iniziano a epicardiche coprire il sito di lesione, un processo che richiede circa due settimane. Le cellule precursori nel blastema iniziano a differenziarsi in cellule del muscolo cardiaco e proliferare entro i primi tre o quattro giorni dopo la lesione, i ricercatori hanno trovato nei loro esperimenti.

"Pochi giorni dopo l'infortunio, troviamo un aumento significativo l'espressione di alcuni geni nel coperchio epicardico", ha detto Poss. "Questi geni sono tipicamente espressi solo durante lo sviluppo embrionale del sistema cardiovascolare. Le cellule epicardiche mobilitano per coprire la ferita e blastema, e contribuire a fornire nuovi vasi sanguigni, creando una nicchia protettiva dove il nuovo muscolo cardiaco può crescere."

I ricercatori hanno scoperto che la segnalazione biochimica tra il blastema e dell'epicardio è controllata in parte da proteine ​​chiamate fattori di crescita dei fibroblasti, che sono coinvolti nella guarigione delle ferite e lo sviluppo embrionale.

"Quando abbiamo bloccato segnalazione da fattori di crescita dei fibroblasti nel nostro modello zebrafish, abbiamo scoperto che la rigenerazione arriva a un certo punto e poi si ferma", ha detto Poss. "I nuovi vasi sanguigni mostrano scarsa invasione delle cellule di nuova rigeneranti, arrestare la formazione di nuovo muscolo cardiaco."

Poss ha detto che una continua comprensione dei processi coinvolti nella rigenerazione del cuore zebrafish potrebbe portare a terapie per riparare il muscolo cardiaco umano danneggiato da malattie o attacco di cuore.

"Diversi tipi di cellule progenitrici sono state identificate nel cuore dei mammiferi, eppure mostra poca o nessuna rigenerazione quando danneggiati", ha detto Poss. "Al contrario, zebrafish montare una risposta rigenerativa vigorosa dopo danno cardiaco. Studi futuri in zebrafish potrebbero aiutare a scoprire il motivo per cui questa capacità rigenerativa è carente nei mammiferi e potenziali modi per stimolare esso."

Altri ricercatori coinvolti nello studio incluso Kazu Kikuchi, Jennifer Holdway e Richard Roberts di Duke, e C. Geoffrey Burns del Massachusetts General Hospital.

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