Celulele stem se alimentează
În domeniul extrem de actual al cercetării celulelor stem, cercetătorii de la
IMBA - Institutul pentru Biotehnologie Moleculară al Academiei Austriece de Științe, cu două descoperiri: Când celulele stem nu mai sunt necesare, ele mor de foame. Metabolismul celulei stem este cel care îi sigilează soarta.
La fiecare embrion animal, celulele stem sunt responsabile de construcția țesuturilor și organelor, de creștere și regenerare. La un moment dat, însă, celulele stem și-au făcut treaba și trebuie să dispară. În zbor zboară complet, la mamifere și oameni rămân câțiva. Cu toate acestea, dacă celulele stem inutile sunt lăsate în urmă, acestea se pot dezvolta în tumori maligne.
Tumori cu celule stem la sugari și copii mici
Astfel de tumori cu celule stem sunt observate și la sugari și copii mici, unde apar, printre altele, la nivelul creierului și sunt greu de vindecat în ciuda terapiilor agresive. Din fericire, aceste așa-numite tumori rabdoide sunt rare, dar, ca urmare, sunt puțin cercetate. 80 la sută dintre copiii mici cu o astfel de tumoare pe creier mor în termen de doi ani de la diagnosticare.
Adio celulelor stem
Cercetătorul în domeniul celulelor stem Jürgen Knoblich, director adjunct la IMBA, și echipa sa au descoperit acum un mecanism care asigură faptul că celulele stem continuă să se transforme în celule normale după dezvoltarea organelor și a țesuturilor și să renunțe la existența lor de celule stem.
Trebuie să știți că o celulă stem se împarte asimetric în timpul dezvoltării embrionare. Se împarte într-o celulă mare, care rămâne celula stem, și o celulă mai mică, specializată în ceva asemănător unei celule nervoase. Creierul este, de asemenea, construit din celulele nervoase. Celula stem a pierdut substanță în timpul acestui proces de divizare și crește înapoi la dimensiunea inițială înainte ca următoarea diviziune să aibă loc.
În cele din urmă, dacă sunt disponibile suficiente celule nervoase și celula stem nu mai este necesară, aceasta trebuie să dispară. În renumita revistă științifică Cell, postdoc Catarina Homem a publicat acum mecanismul pe care l-a descoperit în musca fructelor: „După divizare, celulele stem pur și simplu nu cresc din nou. Ca rezultat, acestea devin mai mici după fiecare diviziune, până când nu mai este posibilă o diviziune asimetrică și, ca ultim pas, are loc o diviziune simetrică în două celule nervoase. Celula stem a dispărut astfel. "
Metabolismul ca element central de control
A doua descoperire complet nouă este că, evident, metabolismul celulei decide în ce direcție se dezvoltă celula. Hormonii steroizi controlează dacă celula își arde zahărul complet cu ajutorul oxigenului sau dacă nu descompune zahărul complet fără oxigen, ci mai degrabă păstrează anumite fragmente. Noi grăsimi sau aminoacizi care sunt necesari pentru creștere sunt ulterior construiți din acestea. Dacă, la fel ca în prima variantă, zahărul este complet ars, celulele rămân fără blocuri după un timp și nu pot crește.
Dacă celula stem trebuie să dispară, prima variantă a metabolismului este absolut necesară. Celula practic se alimentează și își arde zahărul atât de bine încât nu se mai poate regenera la dimensiunea inițială după procesele de divizare. Astfel, devine din ce în ce mai mic până când în cele din urmă este posibilă doar o ultimă divizare simetrică.
A doua cale metabolică, în care zahărul este fermentat până la lactat în absența oxigenului, este cea de care au nevoie și celulele tumorale pentru a se dezvolta.
„Lucrul surprinzător al muncii noastre este cât de puternic poate influența metabolismul soarta unei celule”, explică Knoblich descoperirile prezentului studiu. „Se crede în general că celulele trec printr-un anumit program de dezvoltare și își adaptează metabolismul la acesta. Cu toate acestea, munca noastră arată că este invers și că metabolismul în sine controlează soarta celulelor. Acest lucru aruncă, de asemenea, o lumină complet nouă asupra rolului nutriției în corpurile noastre, inclusiv a tumorigenezei. "
Deoarece este evident că mecanismul descoperit în muștele fructelor poate fi găsit și la mamifere și la oameni, în viitorul apropiat poate fi clarificat modul în care celulele stem rămase în creierul sugarilor și copiilor mici se pot dezvolta în tumori rabdoide agresive. Studii suplimentare vor ajuta la obținerea unor cunoștințe mai precise aici.
Următoarea publicație va apărea pe acest subiect pe 14 august 2014 în renumita revistă de specialitate Cell:
Homem, C. et. al. (2014). Ecdysone și Mediator schimbă metabolismul energetic pentru a termina proliferarea în celulele stem neuronale Drosophila. Celulă.
Notificare de consultare
Mag. Evelyn Devuyst, MAS
Purtătorul de cuvânt al presei IMBA
Tel. +43 (0) 1 797 30 - 3626
evelyn.devuyst (at) imba.oeaw.ac.at
IMBA
IMBA - Institutul pentru Biotehnologie Moleculară al ÖAW este un institut de cercetare recunoscut la nivel internațional, cu aproximativ 200 de angajați din 25 de țări. Oamenii de știință cercetează procesele moleculare din celule și organisme și încearcă să elucideze cauzele dezvoltării bolilor umane. Douăsprezece grupuri de cercetare lucrează pe probleme biologice și medicale din domenii precum biologia ARN, biologia celulară, oncologia, cercetarea celulelor stem sau imunologia. www.imba.oeaw.ac.at
OeAW
Academia Austriană de Științe (ÖAW) este principalul sponsor al cercetării academice non-universitare din Austria. Facilitățile sale de cercetare angajează în total aproximativ 1.300 de oameni și desfășoară cercetări de bază fără aplicații în domeniile relevante din punct de vedere social al științelor naturale, ale vieții și tehnice, precum și științele umaniste, sociale și culturale.