Vedci obnovují lidské kmenové bunky v "významném milníku" v medicíne

Vedci, vedeni radou Wellcome Trust Medical Research Council (MRC) v Cambridge ve Spojeném království, zjistili, jak úspesne "resetovat" lidské pluripotentní kmenové bunky do nejkratsího vývojového stavu, coz odpovídá poctu bunek nalezených v embryu dríve implantuje do delohy (ve veku 7-9 dnu) - významný milník v regeneracní medicíne.

Kmenové bunky jsou nespecializované bunky, které se mohou vyvinout do bunek s vysoce specializovanými funkcemi. Mohou být klasifikovány podle jejich plasticity nebo vývojové vsestrannosti a pohybují se od totipotentních kmenových bunek (nejuniverzálnejsího typu) a pluripotentních az multipotentních (nejméne vsestranných).

Pluripotentní kmenové bunky mají potenciál stát se témer jakýmkoliv z bunecných typu tela, vcetne svalu, nervu, srdce a krve. Mohou být produkovány v laboratori z bunek extrahovaných z pocátecního embrya nebo z dospelých bunek, které byly indukovány do pluripotentního stavu.

Výzkum pouzívající lidské pluripotentní kmenové bunky muze pomoci pri generování bunek a tkání pro transplantaci, zlepsit porozumení lidskému vývoji a zpusobit vrozené vady a rakovinu a zmenit zpusob, jakým jsou drogy vyvinuty a testovány na bezpecnost.

Dríve se výzkumníci snazili vytvorit lidské pluripotentní kmenové bunky, které jsou skutecne "prázdné". Namísto toho byly schopny odvodit bunky, které pokrocily mírne dále po vývojové ceste a vykazovaly charakteristiky diferenciace do specifických bunecných typu.

Výzkumníci provedli "resetování bunek" opetovným propojením genetického obvodu v lidských embryonálních a indukovaných pluripotentních kmenových bunkách. Výsledné bunky sdílejí atributy autentických naivních embryonálních kmenových bunek izolovaných z mysí, coz naznacuje, ze predstavují nejdríve vývojový stupen.

Prulom, zverejnený v roce 2006 Bunka, predstavuje výchozí bod pro dalsí porozumení lidskému vývoji a muze nakonec vést k výrobe bezpecných a reprodukovatelných materiálu pro celou radu aplikací vcetne bunecných terapií.

MRC Prof. Austin Smith, spoluautor clánku, vysvetluje:

"Zachycení embryonálních kmenových bunek je jako zastavování vývojových hodin v presném okamziku, nez se zacnou promenovat do odlisných bunek a tkání."

Dodává: "Vedci mají dokonalý zpusob, jak to udelat s bunkami mysí, ale lidské bunky se ukázaly být obtíznejsí zatknout a ukázat jemné rozdíly mezi jednotlivými bunkami. Je to jako kdyby vývojové hodiny neprestaly soucasne a nekteré bunky jsou pár minut pred ostatními. "

Generování lidských kmenových bunek v laboratori je mnohem obtízneji kontrolní ve srovnání s mysími bunkami. Mysí bunky mohou být zmrazeny ve stavu naivní polypotencivosti pouzitím LIF proteinu - bílkoviny, na které lidské bunky nejsou tak citlivé. Místo toho musí být lidské bunky kontrolovány jinou metodou, která zahrnuje zapnutí a vypnutí klícových genu.

Vzhledem k slozitosti této techniky vedci jiz dríve nebyli schopni vytváret lidské pluripotentní kmenové bunky, které jsou primitivní nebo konzistentní jako mysí embryonální kmenové bunky.

Dva geny zavedené pro vyvolání naivního stavu pluripotentních kmenových bunek

Vedci prekonali problém zavedením dvou genu na krátkou dobu - NANOG a KLF2 - podnecovali "restart systému" na sít genu, které rídí bunku a indukují naivní pluripotentní stav. Resetované bunky se tedy chovají jako vsechny ostatní kmenové bunky a neomezene se obnovují, aby vytvorily velké mnozství stabilních bunek a mohly se odlisit do bunecných typu, jako jsou nervové a srdecní bunky.

Obrázek 1

Levý panel zobrazuje morfologii bunek resetu. Kopulovitá kolonie lidských resetovacích bunek je podobná mysím naivním bunkám. EOS GFP, který nese distální zesilovac Oct4, se predpokládá, ze je exprimován v mysích naivních bunkách. Lidské resetovací bunky vyjadrují EOS GFP (pravý panel), zatímco lidské konvencní pluripotentní kmenové bunky nevyjadrují EOS GFP.

Obrázek 2

Mouse 8-bunecné embryo a resetované bunky byly kultivovány a byly vyvinuty na blastocysty. Resetu bunek oznacených cerveným fluorescencním proteinem existovala vnitrní bunková hmota (vlevo). Resuspendované bunky oznacené zeleným fluorescencním proteinem byly injektovány do blastocyst. Po inkubaci po dobu 72 hodin byly resetované bunky integrovány do ICM. Konvencní lidské kmenové bunky nemely zádnou integraci.

Obrázek 3

Bunecné bunky KLF4 a TFCP2L1 existují v lidské vnitrní bunecné hmote. Expandované blastocysty (den 7) byly fixovány a imunologicky zbarvené (vlevo). Stejne jako embrya muze být v resetovaných bunkách videt co-exprese KLF4, TFCP2L1 a NANOG (vpravo).

Yasuhiro Takashima, postdoktorský výzkumný pracovník Herchel Smith a vedoucí autor, který byl podporován Japonskou agenturou pro vedu a techniku ??k provedení tohoto výzkumu v Wellcome Trust MRC Cambridge Stem Cell Institute, rekl Zdravotní novinky dnes:

"Pomocí bunek resetování lidských bunek muzeme studovat více o tom, jak postupuje vývoj normálního embrya, a jak se muze stát spatne, coz vede k potízím pri potízích a vývojových poruchách. Naivním stavem resetu bunek muze být také snadnejsí a spolehlivejsí rust a manipulace je v laboratori a muze jim dovolit slouzit jako prázdné plátno pro vytvorení specializovaných bunek a tkání pro pouzití v regeneracní medicíne. "

Prof.Smith, reditel Institutu Wellcome Trust MRC Cambridge Stem Cell, ríká: "Nase zjistení naznacují, ze je mozné zpetné prevíjení hodin, aby se v lidských bunkách dosáhlo skutecné pluripotence pudního stavu. Tyto bunky mohou predstavovat skutecný výchozí bod pro formování tkání v lidském embryu. Doufáme, ze nám dovolí cas odemknout základní biologii raného vývoje, který není mozné prímo studovat u lidí. "

Takashima komentuje: "Generace nasich resetovaných bunek je vyvrcholením mnoha let práce do základní biologie kmenových bunek v nasí laboratori." Pokracuje:

"Resetování bunek otevrelo dvere nové fázi výzkumu a nyní musíme provést dalsí studie, abychom zjistili, jak nase bunky srovnávají s ostatními. Zatím nevíme, zda to bude lepsí výchozí bod nez stávající kmenové bunky pro terapie, ale schopnost zacít úplne "od zacátku" by mohla být prospesná. "

Dr. Rob Buckle, vedoucí regeneracní medicíny v MRC, uvádí, jak je dosazení skutecného stavu v lidských pluripotentních kmenových bunkách povazován za významný milník v regeneracní medicíne. Vysvetluje: "S dalsími vylepseními by tato metoda vytvárení" prázdných "pluripotentních bunek mohla poskytnout spolehlivejsí a obnovitelnou surovinu pro celou radu bunecných terapií, diagnostických nástroju a nástroju pro screening bezpecnosti léciva. To je pravdepodobne velmi atraktivní vyhlídka prumyslu a regulátoru. "

Zdravotní novinky dnes nedávno hláseno o prulomu kmenových bunek u bunek "Popelka" - specializované bunky, které tvorí rostoucí embryo, tvorící míchu, svalovinu a kostní tkán. Byly vyrobeny v laboratori pomocí kmenových bunek poprvé.

Zdraví se zlepsuje, kdyz dospívající cvicí jako malé deti, výzkumné programy

Zdraví odborníci doporucují, aby deti a dospívající delali nejméne 60 minut fyzické aktivity denne. To se muze behem dne hromadit - napríklad jízda na kole do skoly, chuze nebo behání behem prázdnin, sport a gymnastika. Nyní nová studie dospívajících ukazuje, ze intenzita krátkých výbuchu cinnosti ovlivnuje výsledky ve zdravotnictví.

(Health)

Bezlepková strava muze mít "nezamýslené dusledky" pro zdraví

Nová studie naznacuje, ze bezlepková strava muze predstavovat vázná zdravotní rizika poté, co zjistila, ze stravovací vzorec muze zvýsit riziko expozice arzenu a rtuti. Výzkumníci naznacují, ze bezlepková strava muze zvýsit riziko expozice arzenu a rtuti. Studijní spoluautorka Maria Argosová, odborná asistentka epidemiologie na Illinoisské univerzite v Chicagu (UIC) a kolegové nedávno informovali o svých nápadech v casopise Epidemiology.

(Health)