Wissenschaftler konvertieren die Haut von Erwachsenen Stammzellen in kardiomyozyten mithilfe von direkten reprogramming Strategie

Scripps Research Institute haben Wissenschaftler konvertiert Erwachsenen Hautzellen direkt in schlagende Herzzellen effizient, ohne dass Sie zuerst gehen Sie durch den mühsamen Prozess der Erstellung von embryonal-ähnliche Stammzellen. Der mächtige general-Technologie-Plattform könnte zu neue Behandlungen für eine Reihe von Krankheiten und Verletzungen bei Zellverlust oder-Schaden, wie Herz-Krankheit, Parkinson-und Alzheimer-Krankheit.Die Arbeit wurde veröffentlicht Januar 30, 2011, in einem vorab-online-Ausgabe von Nature Cell Biology.“Diese Arbeit stellt ein neues Paradigma in der Stammzell-Reprogrammierung“, sagte Scripps Research Associate Professor Sheng Ding, Ph. D., der die Studie leitete. „Wir hoffen, dass es hilft bei der Bewältigung großer Sicherheit und anderen technischen Hürden, die derzeit im Zusammenhang mit einigen Arten von Stammzellen-Therapien.“Machen Stamm CellsAs der menschliche Körper entwickelt, embryonal-ähnliche Stammzellen vermehren sich und verwandeln sich in mehr Reife Zellen durch einen Prozess, der als Differenzierung, die Herstellung aller Körper ist verschiedenen Zelltypen und Geweben. Vorbei an der embryonalen Phase, aber der menschliche Körper hat eine begrenzte Kapazität zur Erzeugung neuer Zellen zu ersetzen diejenigen, die verloren gegangen sind oder beschädigt.Also, Wissenschaftler haben versucht, Wege zu entwickeln, um „umprogrammieren“ der Erwachsene menschliche Zellen wieder in einen embryonalen-ähnlichen, oder pluripotent, Staat, von dem Sie in der Lage sind, sich zu teilen und ändern Sie dann in die körpereigene Zelltypen. Mit diesen Techniken, Wissenschaftler Ziel, eines Tages in der Lage sein zu nehmen die eigenen Zellen eines Patienten, sagen Hautzellen, ändern Sie Sie in Herz oder Gehirn Zellen, und dann legen Sie Sie zurück in den Patienten zu reparieren beschädigte Gewebe. Im Jahr 2006 japanische Wissenschaftler berichteten, dass Sie umprogrammieren der Maus Hautzellen zu pluripotenten einfach durch einfügen einer Gruppe von vier Genen in die Zellen. Obwohl die Technologie zur Erzeugung dieser Zellen, die sogenannten induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS) Zellen, stellt einen großen Fortschritt, es gibt einige Hürden zu überwinden, bevor es angepasst werden kann, um Therapien. „Es dauert eine lange Zeit zum generieren von iPS-Zellen und differenzieren Sie in Gewebe-spezifische, funktionelle Zelltypen,“ sagte Ding, „und es ist ein langwieriger Prozess. Auch, was Sie erzeugen, ist nicht ideal.“ Speziell, dauert es etwa zwei bis vier Wochen für Wissenschaftler zu schaffen, iPS-Zellen aus Hautzellen und der Prozess ist wenig effizient, mit nur einer Zelle aus tausenden Herstellung der kompletten transformation. Auch, wenn Wissenschaftler erhalten iPS-Zellen, Sie haben dann zu gehen durch die schwierige Verfahren der Induktion, die iPS-Zellen zur Differenzierung in gewünschte Zelltypen, die dauert weitere zwei bis vier Wochen. Darüber hinaus ist der Prozess der Generierung von Reifen Zellen von iPS-Zellen ist nicht unfehlbar. Wenn, zum Beispiel, Wissenschaftler iPS-Zellen induzieren, werden die Zellen des Herzens, die resultierenden Zellen sind mit einer Mischung aus Herz-Zellen und einige veraltete iPS-Zellen. Wissenschaftler sind besorgt, dass diese neue Herz-Zellen (zusammen mit den verbliebenen pluripotenten Zellen) für die Patienten gefährlich sein kann. Wenn pluripotente Zellen injiziert in Mäuse, die zu Krebs führen-wie Wucherungen. Aufgrund dieser Bedenken, Ding und Kollegen beschlossen, zu versuchen, zu optimieren, der Prozess, durch komplett unter Umgehung des iPS Bühne und gehen direkt aus einer Art von Reifen Zelle (eine Hautzelle) in eine andere (eine Herz-Zelle).Unter Umgehung der Stammzellen StageThe team stellte die gleichen vier Gene, die ursprünglich verwendet, um iPS-Zellen in die Haut von Erwachsenen Fibroblasten-Zellen, aber anstatt dass die Gene ständig aktiv in Zellen für mehrere Wochen abgeschaltet, Ihre Aktivitäten nur nach ein paar Tagen, lange bevor die Zellen sich in iPS-Zellen. Nachdem die vier Gene ausgeschaltet wurden, die Wissenschaftler gab ein signal an die Zellen, um Sie wiederum in die Zellen des Herzens. „In 11 Tagen, gingen wir aus Hautzellen schlagende Herzzellen in einem Gericht“, sagte Ding. „Es war phänomenal zu sehen.“ Ding weist darauf hin, das Protokoll ist grundlegend Verschieden von dem, was getan wurde, von anderen Wissenschaftlern in der Vergangenheit Hinweise, dass die Zellen eine andere Art von signal konnte Sie in Gehirn-Zellen oder Zellen der Bauchspeicheldrüse.“Es ist wie eine Rakete starten“, sagte er. „Bis jetzt dachten die Menschen, die Sie brauchte, um erste land der Rakete auf den Mond und dann von dort aus könnten Sie gehen zu anderen Planeten. Aber hier zeigen wir, dass gerade nach dem Start leiten Sie die Rakete zu einem anderen Planeten, ohne dass Sie zuerst auf dem Mond. Dies ist ein Total neues Paradigma.“Zusätzlich zu einem besseren Verständnis der grundlegenden Biologie der Stammzellen, der nächste Schritt wird sein, zu ändern, diese Technik weiter zu entfernen, die Notwendigkeit für das einlegen der vier Gene, die im Zusammenhang mit der Entwicklung von Krebs. Als ein Ergebnis, viele Wissenschaftler, einschließlich Klingeln, haben daran gearbeitet, neue Techniken zu entwickeln, die iPS-Zellen ohne die Verwendung dieser Gene. Das hat sich als schwierig erwiesen. Aber mit dem neuen Protokoll, das umgeht die iPS-Zell-Stadium, die Gene sind notwendig für eine viel kürzere Zeit. „Aktion für einen so kurzen Zeitraum ist viel einfacher zu ersetzen, das“ Ding hingewiesen.Zusätzlich zum Ding, Autoren des Papiers, „Umwandlung von Maus-Fibroblasten kardiomyozyten mittels einer direkten reprogramming Strategie,“ Jem A. Efe, Simon Hilcove, Janghwan Kim, und Hongyan Zhou von der Scripps-Forschung, und Kunfu Ouyang, Gang Wang, Ju Chen von der University of California, San Diego.Quelle: Scripps Research Institute

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