Un gen = perdido un miembro nuevo? Los científicos demuestran la regeneración de los mamíferos a través de un solo gen de supresión

Marcha 30, 2016 Admin Salud 0 30
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En un informe publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, los investigadores del Instituto Wistar muestran que los ratones que carecían del gen p21 obtienen la capacidad de regenerar el tejido dañado o perdido.

A diferencia de los mamíferos típicos, que se curan las heridas mediante la formación de una cicatriz, estos ratones comienzan mediante la formación de un blastema, una estructura asociada con el crecimiento celular rápido y de-la diferenciación como se ve en anfibios. Según los investigadores Wistar, la pérdida de p21 hace que las células de estos ratones a comportarse más células como células madre embrionarias del adulto de mamíferos, y sus resultados proporcionan una fuerte evidencia para conectar la regeneración de los tejidos para el control de la división celular.




"Al igual que un tritón que ha perdido una extremidad, estos ratones reemplazarán faltante o tejido con tejido sano que carece de cualquier signo de cicatrización dañado", dijo el científico jefe del proyecto Ellen Heber-Katz, Ph.D., profesor Wistar de molecular y celular Oncogénesis Programa. "Si bien estamos empezando a entender las implicaciones de estos resultados, tal vez, un día vamos a ser capaces de acelerar la curación en humanos que inactivan el gen p21 temporalmente."

Heber-Katz y sus colegas usaron un ratón knockout p21 para ayudar a resolver un misterio encontró por primera vez en 1996 en relación con otra cepa de ratón en su laboratorio. Ratones MRL, que fueron sometidos a análisis de un experimento de la autoinmunidad, tenían agujeros perforados en el oído para crear un marcador de uso general de identificación para toda la vida. Unas semanas más tarde, los investigadores encontraron que los earholes estaban cerrados sin dejar rastro. Mientras se arruinó el experimento, dejó los investigadores con una nueva pregunta: ¿era el ratón MRL una ventana a la regeneración de los mamíferos?

El descubrimiento estableció el laboratorio Heber-Katz apagado en dos caminos paralelos. Trabajar con genetistas Elizabeth Blankenhorn, Ph.D., de la Universidad de Drexel y James Cheverud, Ph.D., de la Universidad de Washington, el taller se centró en la cartografía de los genes críticos que se convierten en ratones MRL curanderos. Mientras tanto, los estudios celulares en curso en Wistar revelaron que las células de LMR se comportaron de manera muy diferente que las células de las cepas de ratón "no sanador" en la cultura. Khamilia Bedebaeva, MD, Ph.D., habiendo estudiado los efectos genéticos a raíz del accidente en la radiación del reactor de Chernobyl, se dio cuenta de inmediato de que estas células fueron atípicos, mostrando profundas diferencias en las características del ciclo celular y el daño del ADN. Esto llevó Andrew Snyder, Ph.D., para explorar el daño en el ADN ruta de acceso y sus efectos sobre el control del ciclo celular.

Snyder encontró que p21, un regulador del ciclo celular, fue consistentemente activa en las células oreja de ratón MRL. P21 expresión está estrechamente controlada por el gen supresor tumoral p53, otro regulador de la división celular y un factor conocido en muchas formas de cáncer. El último experimento era demostrar que un ratón que carecen de p21 sería evidencia de una respuesta regenerativa similar a la observada en los ratones MRL. Y este hecho fue el caso. Al final resultó que, los ratones knockout p21 ya se había creado, eran fácilmente disponibles, y ampliamente utilizado en muchos estudios. Lo que no fue notado era que estos ratones podían curar a sus oídos.

"En las células normales, p21 actúa como un freno para bloquear la progresión del ciclo celular en el caso de daño en el ADN, evitando que las células se dividan y potencialmente convertirse en cancerosas", dijo Heber-Katz. "En estos ratones sin p21, vemos que el aumento previsto de daño en el ADN, pero, sorprendentemente, ningún aumento en el cáncer ha sido reportado."

De hecho, los investigadores han observado un aumento de la apoptosis en ratones MRL - ​​también conocido como muerte celular programada - mecanismo de autodestrucción de la célula que a menudo se enciende cuando el ADN está dañado. Según Heber-Katz, este es exactamente el tipo de comportamiento visto en las criaturas naturalmente regenerativas.

"Los efectos combinados de un aumento de células altamente regenerativas y apoptosis pueden permitir que las células de estos organismos se dividen rápidamente sin tener que ir fuera de control y se vuelvan cancerosas", dijo Heber-Katz. "De hecho, es similar a lo que se ve en los embriones de mamíferos, donde p21 también pasa a estar inactivo después de daño en el ADN. Los conjuntos de regulación de p21 promueve estado pluripotente inducida en células de mamíferos, destacando una correlación entre las células madre, la regeneración de tejidos, y el ciclo celular ".

El estudio fue apoyado por becas de la Fundación Harold y Leila G. Y. Mathers, la Fundación FM Kirby, la WW Smith Fundación, el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales y el Instituto Nacional del Cáncer.

Los investigadores del estudio también incluyen investigadores Wistar Paul M. Lieberman, Ph.D .; Dmitri Gourevitch M.D .; Lise D.V.M. Clark, Ph.D .; Xiang Zhang Ming; y John Leferovich. Snyder, un antiguo laboratorio en Wistar Lieberman, y Bedebaeva son co-autores primero de este artículo. James Cheverud Universidad de Washington es también co-autor de este documento.

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