Las células madre adultas aseguran la regeneración continua de los tejidos a lo largo de toda nuestra vida. Pero la actividad de estas células madre debe controlarse cuidadosamente para apoyar la regeneración sin cáncer. Cómo este control equilibrado se logra y mantiene a medida que el organismo envejece sigue siendo un factor críticopregunta en biología de células madre. Publicación en Naturaleza , los investigadores del Instituto Buck han identificado un nuevo modo de regulación de células madre. Trabajando en el intestino volante, el científico principal Heinrich Jasper, PhD, y sus colegas muestran que las células madre ajustan su actividad proliferativa en respuesta a una amplia variedad de señales a través deSeñalización intracelular de calcio Ca2 +. Los mecanismos que controlan la concentración intracelular de Ca2 + y las proteínas que responden a los cambios intracelulares de Ca2 + emergen como reguladores maestros de la actividad de las células madre.
Las células madre adultas en el intestino existen en un ambiente muy activo, son bombardeadas continuamente con señales: de la dieta, el microbioma y de las bacterias invasoras y otros factores estresantes. Si las células se activan de manera regenerativa y se dividen o permanecen preparadas para¿Necesidades futuras? Jasper dice que un sistema regulador de genes sensibles al Ca2 + integra estos estímulos para controlar la proliferación intestinal al influir en la oscilación de los niveles de Ca2 + dentro de las células.
"Estos hallazgos ayudan a explicar cómo las células madre pueden responder a una gama tan amplia de estímulos", dijo Jasper, quien también es el Director Científico del Instituto Buck. "El hecho de que una variable - Ca2 + - esintegrar todas estas señales fue un descubrimiento bastante emocionante y sorprendente en la biología de las células madre con implicaciones para nuestra comprensión de varios tipos de cáncer y una variedad de enfermedades degenerativas ".
El doctorado posdoctoral Hansong Deng, PhD, determinó la gran importancia de la señalización de Ca2 + después de descubrir que las células madre intestinales tienen receptores que detectan el L-glutamato, y que la L-glutamato en la dieta estimuló la división de las células madre y el crecimiento intestinal en las moscas. Dengse asoció con el profesor de Buck Research, Akos Gerencser, PhD, codirector del núcleo de imágenes del Instituto que pudo obtener imágenes de células madre vivas en el intestino de la mosca. Sorprendentemente, descubrieron que los niveles de Ca2 + oscilan regularmente en las células madre y que L-el glutamato regula la actividad de las células madre al desencadenar un aumento sostenido de Ca2 + dentro de la célula.
La investigación mostró que este cambio en los niveles de Ca2 + en las células madre no se limitó a la respuesta al L-glutamato, sino que también se observó cuando estas células se activaron en respuesta a otros estímulos, incluida la infección y el daño tisular. Además, los científicosdescubrieron que elevar el Ca2 + al perturbar genéticamente las bombas de Ca2 + en las células madre dio como resultado una respuesta proliferativa fuerte y continua.
Una concentración sostenida elevada de Ca2 + intracelular emergió así como una característica universal y requerida de las células madre activadas, y Deng descubrió que la activación de las células madre por Ca2 + fue lograda por fosfatos proteicos sensibles a Ca2 + y factores de transcripción. Los investigadores dicen que este papel universalde Ca2 + en la activación de células madre sugiere que estas células usan la concentración intracelular de Ca2 + como un indicador para responder dinámicamente a la multitud de señales que compiten por su atención.
Jasper dice que en el futuro, su laboratorio planea explorar el papel de este sistema regulador en la influencia de enfermedades basadas en células madre y disfunciones relacionadas con la edad en el intestino y otros tejidos de alta rotación, agregando que el trabajo tiene implicaciones importantes sobre cómoLos desafíos ambientales influyen en tales enfermedades. El L-glutamato, por ejemplo, es el aminoácido natural más abundante en el cuerpo y está involucrado en muchos procesos metabólicos. Las fuentes dietéticas de L-glutamato incluyen carne de res, pollo, pescado y huevos. Su sodioLa sal también se conoce como el potenciador del sabor MSG, que se alimentó a las moscas en este estudio. Jasper dice que este estudio proporciona un nuevo ángulo interesante para nuestra comprensión de los efectos del ingrediente ampliamente utilizado ".que suplementar una dieta restringida en proteínas con MSG estimula la proliferación de células madre. Complementando la misma dieta con altas concentraciones de MSG, por otro lado, afecta la actividad de las células madre, lo que indica que a estas altash concentraciones MSG puede causar toxicidad de células madre."El hecho de que el efecto de MSG sobre la proliferación de células madre sea bueno o malo es otra historia", dijo. "Complementar la dieta con bajos niveles de MSG podría estar apoyando la regeneración o podría estar causando que las células madre proliferen demasiado, facilitandoEl desarrollo de cánceres gastrointestinales.Es una pregunta abierta que necesita más estudio, especialmente en vertebrados ".
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Materiales proporcionado por Instituto Buck de Investigación sobre el Envejecimiento . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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