ESTRESSE TRANSFORMA CÉLULAS NORMAIS EM PLURIPOTENTES

Estresse transforma células normais pluripotentes
Implicações para a medicina regenerativa, envelhecimento, câncer
30 de janeiro de 2014

Embrião quimérico rato gerados a partir de células STAP (crédito: RIKEN)

Breakthrough resultados por Haruko Obokata e colegas no Centro Riken de Biologia do Desenvolvimento (CDB) olhar para perturbar as definições fundamentais da diferenciação celular e pluripotência.

Os cientistas foram capazes de converter células somáticas normais de ratos recém-nascidos a um estado de pluripotência - ou seja, as células convertidas poderia, então, diferenciar (mudar) em qualquer tipo de célula do corpo. Por exemplo, uma célula do músculo anterior poderá tornar-se um neurónio.
Em muitos aspectos, as células se assemelhava a observada em células-tronco embrionárias (CES) e células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs).

O processo de conversão, que Obokata nomeou STAP (aquisição disparado por estímulos de pluripotência), exige apenas que as células se chocar com uma dose de estresse subletal, como baixo pH ou força mecânica, para desencadear uma transformação notável, em que as células encolher, perder as características funcionais específicos para o seu tipo de células somáticas, e entrar em um estado de células-tronco-como pluripotência.

Tais células STAP mostrar todas as características de pluripotência e contribuir para camundongos quiméricos e transmissão germinal quando injetadas em embriões em estágio inicial.

Implicações para a medicina regenerativa, envelhecimento, câncer

Ainda mais interessante, células de STAP mostram um grau de plasticidade que excede o mesmo dos CES e iPSCs, na medida em que eles podem dar origem a células de ambos embrionário e extra-embrionário (células de suporte do lado de fora do próprio embrião) linhagens; outras células estaminais pluripotentes tipicamente apenas gerar células de linhagem embrionárias.

Células STAP também diferem das células-tronco em sua capacidade inferior a proliferar em cultura, mas Obokata descobriram que adicionando diferentes fatores a STAP meio de cultura, ela foi capaz de levá-los a se transformar em qualquer "células-tronco STAP" (que se comportaram muito bem como As células estaminais embrionárias), ou uma segunda forma de células estaminais capaz de ambas as linhagens gerando extra-embrionárias e cultura a longo prazo.

"É emocionante pensar sobre as novas possibilidades estes resultados abrem, não só em áreas como medicina regenerativa, mas talvez no estudo da senescência celular e câncer também", diz Obokata. "Mas o maior desafio para mim daqui para frente será o de aprofundar os mecanismos subjacentes, para que possamos ter uma compreensão mais profunda de como células diferenciadas pode converter para um estado tão extraordinariamente pluripotentes."

Este trabalho foi feito em colaboração com o laboratório de Charles Vacanti no Hospital Brigham and Women, da Universidade de Harvard, o laboratório de Masayuki Yamato na Universidade Médica de Mulheres de Tóquio, e os laboratórios para Genomic Reprogramação, tronco pluripotentes Estudos celulares, e Organogenesis e neurogênese no RIKEN CDB.

Resumo da Natureza papel: conversão destino acionada por estímulo de células somáticas em pluripotência

Aqui nós relatamos um fenômeno de reprogramação celular único, chamado aquisição disparado por estímulos de pluripotência (STAP), que não requer a transferência nuclear, nem a introdução de fatores de transcrição. Em STAP, fortes estímulos externos, tais como um transiente estressor baixo pH reprogramado células somáticas de mamíferos, resultando na geração de células pluripotentes. Através de imagens em tempo real de células STAP derivados a partir de linfócitos purificados, assim como análise de rearranjo de genes, verificou-se que as células somáticas comprometidos dar origem a células STAP por reprogramação, em vez de selecção. Células STAP mostraram uma diminuição substancial na metilação do DNA nas regiões reguladoras dos genes marcadores de pluripotência. Injeção de blastocisto mostraram que as células STAP contribuir eficazmente para embriões quiméricos e à prole via transmissão por linha germinal. Nós também demonstramos a derivação de linhagens de células pluripotentes a partir de células de forma robusta expansíveis STAP. Assim, os nossos resultados indicam que a determinação destino epigenética de células de mamífero podem ser significativamente convertida de uma forma dependente do contexto de fortes sinais ambientais.

Resumo da Natureza papel: potencial de desenvolvimento bidirecional em células reprogramadas com pluripotência adquirido

Recentemente, descobriu um fenômeno inesperado de reprogramação de células somáticas em células pluripotentes por exposição a estímulos subletais, que chamamos de aquisição disparado por estímulos de pluripotência (STAP) . Essa reprogramação não requer manipulação genética cedente nuclear . Aqui mostramos que as células reprogramadas STAP, ao contrário de células estaminais embrionárias (ES), pode contribuir para ambos os tecidos embrionários e placentários, como visto num ensaio de injecção de blastocistos. Células de rato STAP perder a capacidade de contribuir para a placenta, bem como a expressão do marcador trofoblasto na conversão em células estaminais ES-como por tratamento com hormona adrenocorticotrópica (ACTH) e factor inibidor de leucemia (LIF). Em contraste, quando cultivadas com FGF4, células STAP dar origem a proliferativa de células estaminais com características melhoradas trofoblásticas. Nomeadamente, ao contrário das células estaminais trofoblasto convencionais, as células estaminais induzida por FGF4 de células STAP contribuir para ambos os tecidos embrionários e placentários in vivo e se transformam em células ES-como quando cultivadas com meio contendo LIF. Tomados em conjunto, o potencial de desenvolvimento das células STAP, mostrados pela formação de quimera e in vitro de conversão de células, indica que eles representam um estado único de pluripotência.

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