Επιστήμονες ανακάλυψαν πρωτεΐνες που διατηρούν τα βλαστοκύτταρα σε αδιαφοροποίητη κατάσταση

Επιστήμονες ανακάλυψαν πρωτεΐνες που διατηρούν τα βλαστοκύτταρα σε αδιαφοροποίητη κατάσταση

Επιστήμονες ανακάλυψαν πρωτεΐνες που διατηρούν τα βλαστοκύτταρα σε αδιαφοροποίητη κατάσταση.

Ένα ειδικό σύμπλεγμα πρωτεϊνών που βοηθά στο ξετύλιγμα του DNA κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης παίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση των αρχέγονων κυττάρων στην ανώριμη κατάσταση τους, σύμφωνα με νέα μελέτη των ερευνητών του UNC School of Medicine.

Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο ηλεκτρονικό περιοδικό eLife , φωτίζει τη βασική βιολογία των βλαστοκυττάρων και προτείνει μια νέα μοριακή λαβή για τον έλεγχο αυτών. Τα βλαστοκύτταρα έχουν αναγεννητικές ιδιότητες, με δυνατότητα να καταστούν ένα ισχυρό φάρμακο, αλλά αυτή η δυναμική απέχει ακόμη πολύ από την πραγματοποίησή τους, επειδή λίγα είναι γνωστά για τον τρόπο λειτουργίας αυτών των κυττάρων. Η μελέτη δείχνει επίσης την καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα καρκινικά κύτταρα καταφέρνουν να διατηρήσουν την ταχεία κυτταρική διαίρεση χωρίς να προκαλέσουν κυτταρικό θάνατο.

«Μελέτες όπως αυτές βοηθούν στην εξήγηση της υποκείμενης βιολογίας των ταχέως διαχωρισμένων κυττάρων και μπορεί να ενημερώσουν την ανάπτυξη μελλοντικών θεραπειών, για παράδειγμα θεραπειών βλαστικών κυττάρων ή θεραπειών για καρκίνο», δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας Jean Cook, PhD, καθηγητής βιοχημείας και βιοφυσικής στο UNC και μέλος του UNC Lineberger Comprehensive Cancer Center.

Η μελέτη επικεντρώθηκε σε μια συστοιχία πρωτεϊνών που ονομάζεται σύμπλεγμα συντήρησης μικροχρωμοσωμάτων (MCM), που θεωρείται ότι είναι ένας κρίσιμος παράγοντας στην κυτταρική διαίρεση. Ένα κύτταρο προετοιμάζεται για τη διαδικασία διαίρεσης εν μέρει με τη φόρτωση συμπλεγμάτων MCM πάνω στα χρωμοσώματα του. Αυτά τα σύμπλοκα χρειάζονται για να χαλαρώσουν σωστά το χρωμοσωματικό DNA κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης έτσι ώστε να δημιουργηθούν δύο νέα σύνολα χρωμοσωμάτων – ένα για κάθε θυγατρικό κύτταρο.

«Εάν η φόρτωση MCM δεν ολοκληρωθεί με επιτυχία πριν από την κυτταρική διαίρεση, θα υπάρξει κίνδυνος σημαντικών μεταλλάξεων DNA και θανάτου για τα προκύπτοντα θυγατρικά κύτταρα», δήλωσε ο πρώτος συγγραφέας Jacob Matson, υποψήφιος διδάκτορας στο εργαστήριο Cook, των πειραμάτων κατά τη διάρκεια των τριών ετών.

Παρά τη σπουδαιότητα της φόρτωσης MCM, οι τύποι κυττάρων ποικίλλουν σημαντικά κατά το χρόνο που πρέπει να προετοιμαστούν για τη διαίρεση των κυττάρων. Τα βλαστοκύτταρα, για παράδειγμα, περνούν από αυτή την προπαρασκευαστική φάση – γνωστή ως φάση G1 του κυτταρικού κύκλου – σε ένα μικρό κλάσμα του χρόνου που δαπανάται για την ωρίμανση τους, έως ότου θα διαφοροποιηθούν, όπως, για παράδειγμα, τα κύτταρα του δέρματος ή τα καρδιακά μυϊκά κύτταρα . Ο τρόπος με τον οποίο τα βλαστοκύτταρα κατορθώνουν να μεταβαίνουν γρήγορα στη φάση G1, χωρίς να διακινδυνεύουν την ανεπαρκή φόρτωση του MCM και την επακόλουθη βλάβη του DNA είναι ένα μυστήριο.

Μια πιθανότητα είναι ότι τα βλαστοκύτταρα διατηρούν με κάποιο τρόπο υψηλότερα ποσοστά φόρτωσης MCM, έτσι ώστε να μπορούν να πραγματοποιήσουν την απαραίτητη φόρτωση στα μικρότερα κύτταρα του G1. Για να ερευνήσουν, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν έναν ευαίσθητο προσδιορισμό που ανέπτυξαν για να μετρήσουν την ταχύτητα φόρτωσης του MCM. Διαπίστωσαν ότι τα βλαστοκύτταρα πράγματι φορτώνουν σύμπλοκα MCM πολύ πιο γρήγορα από τα ώριμα, διαφοροποιημένα κύτταρα . Στην πραγματικότητα, ο χημικός εξαναγκασμός αυτών των βλαστοκυττάρων να διαφοροποιηθούν σε πιο ώριμα κύτταρα επιβράδυνε σημαντικά τα ποσοστά φόρτωσης MCM των ώριμων κυττάρων.

Η σύζευξη του φορτίου MCM και της διαφοροποίησης των κυττάρων δούλεψε και προς την άλλη κατεύθυνση.

«Η επαγωγή βραδύτερης φόρτωσης MCM στα βλαστικά κύτταρα τους έκανε να διαφοροποιηθούν πιο γρήγορα», δήλωσε ο Matson.

Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι ο ρυθμός φόρτωσης MCM είναι ένας σημαντικός παράγοντας στην ανάπτυξη κυττάρων και ότι το γρήγορο φορτίο MCM είναι κάτι που τα βλαστοκύτταρα κάνουν για να διατηρήσουν τον εαυτό τους σε ανώριμη κατάσταση.

Τα ευρήματα υπονοούν επίσης ότι η πρόκληση γρήγορης φόρτωσης MCM σε πιο ώριμα κύτταρα μπορεί να τους βοηθήσει να γυρίσουν πίσω στη μορφή βλαστοκυττάρων. Ο “επαναπρογραμματισμός” των συνηθισμένων κυττάρων σε βλαστοκύτταρα – γνωστά ως επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα – επιτυγχάνεται μέσω μιας διαδικασίας που χαρακτηρίζεται ως ρουτίνα σε όλα τα εργαστήρια του κόσμου και θεωρείται πιθανή μελλοντική πηγή βλαστοκυττάρων για θεραπείες. Αλλά οι συνήθεις μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για αυτόν τον επαναπρογραμματισμό δεν είναι τόσο αποδοτικές όσο θα ήθελαν οι ερευνητές.

ΑΦΗΣΤΕ ΜΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Παρακαλώ εισάγετε το σχόλιο σας!
Παρακαλώ εισάγετε το όνομά σας