Tensión mecánica ayuda a determinar el desarrollo de pulmón

Abril 18, 2016 Admin Salud 0 1
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Anteriormente, Ingber y sus colegas han demostrado que los tejidos epiteliales - las capas de células finas que recubren los órganos y otras estructuras del cuerpo, incluyendo las vías respiratorias de los pulmones - tomar sus formas tridimensionales característicos través de las diferencias en el crecimiento celular en diferentes posiciones espaciales. Este crecimiento de las células se ve afectada por los cambios en la matriz extracelular, la estructura flexible, como huevo que rodea y sostiene las células. Las células están conectadas físicamente a la matriz a través de su citoesqueleto, un andamio fibras internas se cruzan y tubos que genera fuerzas de tensión tales como los que en el músculo. A través de estas conexiones se extendían, las células pueden "sentir" las fuerzas mecánicas que empujan y tiran en la tela son Si usted se siente un tirón, las células comienzan a proliferar.; si se sienten comprimido, dejar de crecer y puede empezar a morir. Las partes del tejido con mayor crecimiento de las células se expanden más rápidamente que las áreas circundantes, causando brotes y ramas para formar.

En este nuevo trabajo, publicado en la edición de febrero de 2005, de desarrollo dinámica, Ingber y sus colegas manipularon la fuerza mecánica que sienten los pulmones del ratón en desarrollo mediante la modulación de la actividad de una enzima llamada señalización celular Rho. Rho facilita una reacción química que provoca la contracción de las fibras del citoesqueleto, el aumento de la tensión en la célula y sus conexiones a la matriz. El equipo de Ingber puso pulmones de ratones embrión en la cultura y los expuso a varios agentes químicos que estimulan o inhiben la actividad de Rho. En los ratones normales, las fotografías tomadas cada 12 horas, como los pulmones crecieron mostraron cada ampliación brote hasta ranura formada en su punta, pellizcos en dos o tres nuevos brotes.




Cuando los pulmones se trataron con inhibidores de la Rho, la formación de yemas de pulmón se redujo en más de la mitad cuando se examinaron 48 horas más tarde. Si se trata con agentes que activan Rho y promueven la contracción del citoesqueleto, en ciernes aumentado. Los agentes tuvieron efectos similares en el crecimiento y desarrollo de los vasos sanguíneos capilares en la zona, que deben crecer en tándem con el tejido pulmonar para formar un cuerpo funcional.

"Hemos demostrado que podemos frenar el desarrollo de crecimiento pulmonar y capilar, disminuyendo el nivel de tensión en el citoesqueleto, o acelerar el desarrollo, el aumento de la tensión", dice Ingber, el Profesor Judah Folkman de Biología Vascular en la Escuela de Medicina de Harvard . "Este trabajo podría conducir a nuevos enfoques terapéuticos para acelerar el desarrollo pulmonar en bebés prematuros que son a menudo debilitados por la formación incompleto de los pulmones."

Dr. Stella Kourembanas, jefe de Medicina niños recién nacidos, dice hallazgos de Ingber podrían conducir a nuevos enfoques para el tratamiento de la displasia broncopulmonar, una lesión pulmonar grave que afecta del 30 al 40 por ciento de todos los bebés prematuros, y la hipoplasia pulmonar , en la que los pulmones se comprimen y no pueden desarrollar plenamente, a menudo debido a la hernia diafragmática congénita, que ocurre en 1 de cada 2.500 nacimientos. Kourembanas está dirigiendo un proyecto financiado por el NIH en la patología del desarrollo de los pulmones, de los cuales Ingber es una parte.

"La obra de Don nos da una comprensión de lo normal que se produce el crecimiento pulmonar, y nos da tremendas ideas sobre posibles formas de intervención", dice.

Ingber es pionera en la nueva, creciente mecanobiología campo - el estudio de cómo las fuerzas físicas afectan la función y el comportamiento de las células y los tejidos vivos y, en última instancia, la enfermedad. A la vuelta del siglo pasado, los científicos comúnmente describen los fenómenos biológicos en términos de la mecánica.

"Los biólogos del desarrollo tempranos observaron embriones en desarrollo, y vistos como un proceso mecánico", dice Ingber.

Esta apreciación de la mecánica y la forma se alejó como el siglo 20 avanzaba. Con el advenimiento de la biología molecular en los años 1970 y 1980, los científicos se han centrado en la búsqueda y la cartografía de los productos químicos y los genes individuales como una forma de entender la fisiología y la enfermedad. En este nuevo documento, Ingber y sus colegas muestran claramente que la señalización molecular y las fuerzas mecánicas trabajan mano a mano.

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