Le cellule staminali embrionali si spostano metabolismo in modo cancro-like su impianto in utero

Giugno 1, 2016 Admin Salute 0 0
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Questa scoperta è di recente pubblicato in EMBO, la biologia molecolare Organizzazione rivista europea.

"Questi risultati non solo hanno implicazioni per la ricerca sulle cellule staminali e lo studio di come crescono embrioni e prendono forma, ma anche per la terapia del cancro", ha detto l'autore senior dello studio, il dottor Hannele Ruohola-Baker, Università di Washington professore di biochimica . Lo studio è stato collaborativo tra diversi laboratori di ricerca a Seattle.




La transizione metabolica hanno scoperto si verifica molto presto come l'embrione del mouse, poco più di un granello di cellule in divisione, impianti nell'utero della madre. Il cambiamento è guidato da condizioni di scarsità di ossigeno, Ruohola-Baker ha spiegato.

I ricercatori hanno anche visto un tipo specifico di rallentamento biochimico nel 'mitocondri - le cellule' le cellule staminali centrali elettriche. Il fenomeno in precedenza è stato associato con l'invecchiamento e le malattie. Questo è stato il primo esempio della stessa scalata che controlla il normale sviluppo embrionale precoce.

"Questa scalata coincide con il momento in cui la linea germinale, il custode del genoma per la prossima generazione, viene accantonato", ha detto Ruohola-Baker .. "Quindi riduzione mitocondriale specie reattive dell'ossigeno può essere senso della natura per proteggere il futuro. "

Le cellule staminali embrionali sono pluripotenti chiamati perché hanno la capacità di rinnovarsi e hanno il potenziale per diventare qualsiasi cellula del corpo. Autosufficiente e versatile sono qualità necessarie per la crescita, la riparazione e la manutenzione del corpo - e per le terapie di medicina rigenerativa.

Anche se condividono questi ricercati qualità, "cellule staminali pluripotenti sono disponibili in vari gusti," ha spiegato Ruohola-Baker. Essi differiscono in modi sottili che si espandono o si restringono le loro capacità come la materia vivente prima da cui sono a forma di animali.

C'è un grande motivo per cui i ricercatori hanno voluto comprendere la distinzione tra le cellule staminali che costituiscono la massa cellulare interna del mouse embrione libero di fluttuare, e quelli del epiblast, o fase di impianto. Cellule embrionali di topo in fase epiblast avvicinano maggiormente le cellule staminali embrionali umane - e le cellule tumorali.

Le cellule staminali umane e cellule staminali del mouse epiblast hanno minore attività respiratoria mitocondriale di quanto non facciano le cellule staminali di topo fase precedente. Questa riduzione si verifica nonostante il fatto che le cellule staminali successivamente hanno mitocondri più mature. I ricercatori hanno confermato che alcuni geni che controllano i mitocondri siano abbassati durante la transizione dalle cellule interne di massa di cellule epiblasto.

Invece, le cellule in transizione ottengono la loro energia esclusivamente da abbattere uno zucchero, il glucosio. Al contrario, le cellule staminali embrionali di topo prima fase hanno più opzioni energetiche, passando dinamicamente da respirazione mitocondriale di ripartizione del glucosio su richiesta.

Come l'embrione si allarga da poche cellule dividono ad una massa densa che seppellisce in utero per un ulteriore sviluppo, l'ossigeno viene ad un premio.

I ricercatori hanno scoperto che le condizioni di bassa ossigeno attivano un fattore di trascrizione chiamato ipossia-inducibile fattore 1alpha. Questo fattore è sufficiente a guidare le cellule staminali embrionali di topo a fare affidamento esclusivamente sul metabolismo del glucosio per la loro energia. La prossima sfida è quella di rivelare se l'interruttore metabolica è deterministico per il destino di queste cellule staminali, in normale così come nello sviluppo del cancro.

Questo interruttore metabolico forzata potrebbe determinare il destino funzionale di alcuni minuscola massa di cellule che compongono l'embrione primordiale. Essi transizione prima in cellule staminali epiblast e, dopo producono l'intero embrione in via di sviluppo.

Nelle cellule tumorali, il passaggio ad un metabolismo zucchero-busting è noto come l'effetto Warburg, spiegano i ricercatori. L'effetto Warburg mette in moto le attività biochimiche che forniscono il combustibile e dei materiali necessari per la rapida crescita delle cellule tumorali e la divisione.

L'effetto Warburg in cellule embrionali, il ricercatore ha proposto, "può servire una funzione simile in preparazione per il drammatico scoppio di crescita embrionale e per la formazione degli strati di embrione precoce che poi diventerà organi e altre strutture del corpo."

Lo studio è stato sostenuto da sovvenzioni dal National Institutes of Health.

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