Le cellule staminali neurali mantenere elevati livelli di specie reattive dell'ossigeno, secondo uno studio

Giugno 5, 2016 Admin Salute 0 5
FONT SIZE:
fontsize_dec
fontsize_inc

Per anni, la maggior parte delle ricerche sulle specie reattive dell'ossigeno (ROS) - ioni o molecole molto piccole, che comprendono i radicali liberi - si è concentrata su come essi danneggiano la struttura delle cellule e il loro eventuale collegamento ictus, malattie cardiovascolari e altre malattie.

Tuttavia, i ricercatori del Centro di Medicina Rigenerativa Eli e Edythe Broad e ricerca sulle cellule staminali hanno dimostrato per la prima volta che le cellule staminali neurali, le cellule che danno origine ai neuroni, mantenere alti livelli di ROS per aiutare a regolare normale self-renewal e differenziazione .

I risultati, pubblicati nel 7 gennaio 2011 numero della rivista Cell Stem Cell, potrebbero avere implicazioni significative per la riparazione del cervello e lo sviluppo del cervello anormale.




"Tutti pensano di ROS come cose che uccidono le cellule, e lo fanno", ha detto il dottor Harley Kornblum, professore presso l'intellettuale e Developmental Disabilities Research Center presso l'Istituto Semel di Neuroscienze e Comportamento e autore senior dello studio. "Le cellule staminali in genere sono stati pensati per mantenere bassi livelli di ROS per la protezione contro i danni, così i nostri risultati sono stati sorprendenti e speriamo di essere in grado di sfruttare questo per promuovere la riparazione neurale e di esplorare le malattie come l'autismo e il cancro al cervello."

Lo studio ha anche scoperto che le cellule staminali neurali erano altamente sensibili alle ROS stimolazione, che ha aumentato la loro crescita e la differenziazione. Al contrario, diminuendo i livelli cellulari di ROS nelle cellule staminali neurali interferito con la normale funzione cellulare nei topi e in linee cellulari umane e di topo.

"Non era solo che le cellule staminali neurali mantenuto alti livelli di ROS", ha detto Janel Le Belle, un ricercatore assistente di laboratorio di Kornblum e autore principale dello studio. "Variazioni cellulare ROS possono influenzare come le cellule staminali funzionano. Questo studio potrebbe portare ad una comprensione di come elevata ROS a causa di fattori ambientali possono svolgere un ruolo nella crescita eccessiva del cervello, come avviene in alcuni casi di autismo."

Il corpo ha un sistema per fare ROS quando necessario. Alcune cellule, come le cellule del sistema immunitario, circondano batteri o virus e utilizzare ROS per uccidere i microbi invasori. Influenze esterne come lo stress e fattori ambientali come l'esposizione a radiazioni può aumentare i livelli di ROS nelle cellule.

Sebbene ROS è prodotto da tutte le cellule in modo passivo come un sottoprodotto del metabolismo cellulare normale, alcune cellule producono ROS in modo diretto utilizzando enzimi ROS-produttori come NADPH ossidasi (NOX). NOX-generato ROS può agire come secondi messaggeri in vie di trasduzione del segnale controllati strettamente per molti la crescita e fattori trofici. Tuttavia, i danni ROS troppo e in ultima analisi uccide le cellule, in modo da trovare il giusto equilibrio è vitale, Kornblum detto. E infatti, quando le cellule staminali neurali nello studio sono stati dati troppo ROS, che sono morti.

Kornblum e il suo team hanno anche scoperto che la cellula staminale ROS mediata self-renewal e la differenziazione di queste cellule in neuroni dipendevano una via di segnalazione cellulare chiamato PI3K/Akt, che è noto per essere coinvolto in funzioni cellulari come la crescita cellulare, la proliferazione, differenziazione, la motilità e la sopravvivenza. NOX-generato ROS influenzano PI3K/segnalazione Akt provocando l'inattivazione della proteina PTEN, un importante soppressore del tumore e regolatore negativo del percorso, ossidando un residuo di cisteina nella proteina, che inattiva la funzione.

Kornblum ei suoi collaboratori a UCLA, tra cui il dottor Hong Wu, professore di farmacologia molecolare e medica e di un co-autore dello studio, hanno studiato il pathway PI3K per anni. Il percorso viene attivato in alcune malattie, per esempio un sottoinsieme di casi di autismo e nella sclerosi tuberosa, una malattia genetica rara, multi-sistema che provoca tumori non maligni a crescere nel cervello e in altri organi vitali. Il percorso può anche essere attivata in alcuni tipi di cancro.

"Una delle nostre ipotesi è che in questi stati di malattia, per esempio in autismo, che in quelli con una predisposizione genetica per l'attivazione di PI3K, l'esposizione a un fattore di stress che aumenta i livelli di ROS può esacerbare la predisposizione, forse promuovendo la malattia", ha detto Kornblum.

In tumori cerebrali, se il percorso viene attivato in cellule già sensibili a diventare cancerose, può promuovere la proliferazione delle cellule tumorali cerebrali o la propagazione dei tumori cerebrali. Bloccare il percorso, Kornblum ha detto, può essere un modo per interrompere il processo maligno.

Andando avanti, Kornblum e il suo team cercheranno di determinare se le cellule tumorali del cervello usano elevata ROS e il percorso PI3K per promuovere la propria crescita. Le Belle ha detto che anche verificare se elevato ROS durante lo sviluppo del cervello può contribuire alla crescita eccessiva del cervello in autismo. Inoltre, il team metterà alla prova per vedere se sono in grado di sfruttare la via ROS-attivo per promuovere la riparazione del cervello, ad esempio, aumentare la produzione di nuovi neuroni per sostituire i neuroni danneggiati o morti.

Lo studio di cinque anni è stato finanziato dal National Institutes of Mental Health, Cure Autism Now, Autism Speaks, il CART UCLA, il Dott Miriam e Sheldon G. Adelson Medical Research Foundation e Fondazione di beneficenza Koh.

(0)
(0)

Commenti - 0

Non ci sono commenti

Aggiungi un commento

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Caratteri rimanenti: 3000
captcha