Meccanismo di 'pulizie' per le cellule staminali del cervello scoperto

Aprile 8, 2016 Admin Salute 0 0
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La ricerca si basa su studi recenti, che hanno mostrato che le cellule staminali risiedono in nicchie specializzate, o microambienti, che sostengono e mantengono loro.

"Da questa ricerca, sapevamo che quando le cellule staminali si staccano dalla loro nicchia, perdono la loro identità di cellule staminali e iniziano a differenziarsi in tipi cellulari specifici", ha detto il co-autore anziano Antonio Iavarone, MD, professore di Patologia e Neurologia presso CUMC .




"Tuttavia, i percorsi che regolano l'interazione delle cellule staminali con la loro nicchia erano oscure," ha detto il co-autore senior Anna Lasorella, MD, professore associato di Patologia e Pediatria presso CUMC e membro della Columbia Stem Initiative cellulare.

Nel cervello, la nicchia cellule staminali si trova in una zona adiacente ai ventricoli, gli spazi pieni di fluido all'interno del cervello. Le cellule staminali neurali (NSC) all'interno della nicchia sono accuratamente regolati, in modo che un numero sufficiente di cellule vengono rilasciati per popolare specifiche aree cerebrali, mentre una quantità sufficiente è mantenuta in riserva.

In studi precedenti, Drs. Iavarone e Lasorella focalizzati su molecole chiamate Id (inibitori di differenziazione), proteine ​​che regolano varie proprietà delle cellule staminali. Hanno intrapreso questo studio per determinare come le proteine ​​Id mantengono identità delle cellule staminali.

Il team ha sviluppato un ceppo geneticamente modificato di topi in cui sono stati messi a tacere le proteine ​​Id, o abbattuto, in NSC. In assenza di proteine ​​Id, i topi sono morti entro 24 ore dalla nascita. I loro cervelli hanno mostrato nettamente abbassati NSC capacità proliferativa, e le loro popolazioni di cellule staminali sono state ridotte.

Studi di NSC da questo ceppo di topi hanno rivelato che le proteine ​​Id regolano direttamente la produzione di una proteina chiamata Rap1GAP, che a sua volta controlla Rap1, uno dei regolatori maestri di adesione cellulare. I ricercatori hanno scoperto che la via Id-Rap1GAP-Rap1 è fondamentale per l'adesione di cellule staminali neurali alla loro nicchia e per la manutenzione NSC. "Ci possono essere altre vie coinvolte, ma crediamo che questo sia il percorso chiave," ha detto il dottor Iavarone. "Ci sono buone ragioni per credere che opera in altri tipi di cellule staminali, ed i nostri laboratori stanno studiando questa questione ora."

"Questa è una nuova idea", ha aggiunto il dottor Lasorella. "Prima di questo studio, la saggezza prevalente era che le cellule staminali neurali sono regolati dai componenti di nicchia, presumibilmente attraverso il rilascio di attrattivi chimiche come le citochine. Tuttavia, i nostri risultati suggeriscono che l'identità delle cellule staminali si basa su questo meccanismo."

Più ricerca deve essere fatto prima che i risultati possono essere applicati terapeuticamente, il dottor Iavarone ha detto. "Diversi studi dimostrano che le cellule staminali neurali rispondono agli insulti come ictus ischemico o malattie neurodegenerative. Se riusciamo a capire come manipolare i percorsi che determinano destino delle cellule staminali, in futuro potremmo essere in grado di controllare le proprietà NSC per scopi terapeutici."

"Un altro aspetto", ha aggiunto il dottor Lasorella, "è quello di determinare se le proteine ​​Id mantengono anche le proprietà delle cellule staminali in cellule staminali tumorali nel cervello. Infatti, le cellule staminali normali e cellule staminali del cancro condividono proprietà e funzioni. Poiché le cellule staminali del cancro sono difficile da trattare, identificare questi percorsi può portare a terapie più efficaci per i tumori cerebrali maligni. "

Stephen G. Emerson, MD, PhD, direttore del Cancer Center Herbert Irving Comprehensive a NewYork-Presbyterian Hospital/Columbia University Medical Center, ha aggiunto che, "Capire il percorso che permette alle cellule staminali di svilupparsi in cellule mature potrebbe eventualmente portare ad una più efficace , trattamenti contro il cancro meno tossici. Questo bellissimo studio apre un modo totalmente imprevisto di pensare trattamento dei tumori cerebrali. "

Il documento è intitolato "proteine ​​Id sincronizzare staminalità e ancoraggio alla nicchia delle cellule staminali neurali." Altri contributi sono Francesco Niola (CUMC), Xudong Zhao (CUMC), Devendra Singh (CUMC), Angelica Castano (CUMC), Ryan Sullivan (CUMC), Mario Lauria (Istituto Telethon di Genetica e Medicina, Napoli, Italia), Hyung- canzone Nam (Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, New York) ,, Yuan Zhuang (Duke University Medical Center, Durham, Carolina del Nord), Robert Benezra (Memorial Sloan-Kettering), e Diego Di Bernardo (Istituto Telethon di Genetica e Medicina) .

Questa ricerca è stata sostenuta dal National Cancer Institute concede R01CA101644, R01CA131126, R01CA085628, e R01CA127643, e l'Istituto Nazionale di Malattie Neurologiche e Stroke concedere R01NS061776.

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