Un nuevo estudio del grupo de Holger Gerhardt VIB / KU Leuven / Cancer Research UK / MDC / BIH Berlin en colaboración con Katie Bentley's Lab Cancer Research UK / BIDMC-Harvard Medical School aborda una pregunta de larga data en elun campo más amplio de biología del desarrollo y patrones de tejido en general, y en el campo de la biología vascular en particular: "¿Cuáles son los mecanismos fundamentales que controlan el tamaño y la forma de los sistemas de órganos tubulares?", mientras que la forma más obvia de hacer crecer un tubo de tamaño seríaagregar más bloques de construcción proliferando células para agrandar su circunferencia o aumentar el tamaño de los bloques de construcción células, hipertrofia, una forma alternativa sería reorganizar los bloques de construcción existentes. Benedetta Ubezio, Raquel Blanco y sus colegas bajo elLa dirección de Holger Gerhardt y Katie Bentley ahora muestra que el reordenamiento celular es la forma en que los vasos sanguíneos cambian de hacer nuevas ramas a aumentar el tamaño de una rama. Los investigadores también encontraron que este cambioh se desencadena por la sincronización de las células bajo la influencia de niveles crecientes del factor de crecimiento VEGFA.
Holger Gerhardt VIB / KU Leuven / Cancer Research UK / MDC / BIH Berlin: "Este mecanismo también impulsa el agrandamiento de los vasos en los modelos de enfermedad, incluido un modelo para la retinopatía diabética y el cáncer. Estas ideas podrían conducir a nuevas formas de ver el VEGFtratamientos para el cáncer "
Las células se mueven en grupos
El mecanismo de sincronización es la señalización de Notch, una vía de comunicación célula-célula que es utilizada por la mayoría de las células en todos los organismos, pero de muchas maneras diferentes. El presente trabajo es el primero en mostrar directamente que las células endoteliales experimentan fluctuaciones dinámicas en la actividadde esta vía dentro de las células individuales, y esa señalización de célula a célula, cuya fuerza aumenta cuando hay más VEGFA, conduce a la sincronización de la "fase" de estas fluctuaciones.
Katie Bentley Cancer Research UK / BIDMC-Harvard Medical School: "Como consecuencia, las células se comportan como un colectivo, moviéndose en la misma dirección juntas, en lugar de moverse en diferentes direcciones como individuos. La ramificación requiere que las células vecinas sean"fuera de fase" en su actividad de muesca, mientras que el aumento de diámetro se logra mediante el movimiento agrupado 'en fase' ".
Un hallazgo con amplias implicaciones
Por un lado, esto significa que al tratar de comprender los mecanismos del patrón de tejido, necesitamos comprender no solo qué señales genes, moléculas, etc. están presentes y se usan entre las células y su entorno, sino también cómo cambian enamplitud y duración en el tiempo, dentro de las células individuales y dentro de los colectivos de células.
Katie Bentley Cancer Research UK / BIDMC-Harvard Medical School: "Este estudio enfatiza la necesidad de buscar mecanismos y factores tisulares que alteren la dinámica de las vías de señalización del núcleo y, por lo tanto, abre nuestros ojos a una nueva" dinámica temporal "posible.modificadores en la enfermedad que pueden explicar la patología o abrir nuevos objetivos para tratamientos inesperados "
Holger Gerhardt VIB / KU Leuven / Cancer Research UK / MDC / BIH Berlin: "Desde una perspectiva metodológica más amplia, está claro que este trabajo no hubiera sido posible sin implementar un modelo computacional predictivo para guiar y refinar los enfoques experimentales yanálisis. La iteración entre el modelado y la experimentación es lo que dio origen a la primera hipótesis de sincronización y finalmente nos permitió hacer la pregunta correcta y realizar los experimentos clave. Como tal, es otro ejemplo del poder del trabajo colaborativo interdisciplinario que se convertirá cada vez másnecesario para abordar las preguntas más desafiantes de la ciencia y la sociedad "
Katie Bentley: "Desenredar la dinámica compleja de las vías biológicas en la salud o la enfermedad es casi imposible de hacer en la cabeza. Las simulaciones por computadora son una manera fácil de ver cómo se desarrolla el proceso frente a usted para identificar nuevas líneas de investigación.fue electrizante ver esas primeras fluctuaciones inesperadas sincronizadas y vasos en expansión en nuestras simulaciones de alto VEGF, y después de la dedicación de un equipo de biólogos durante muchos años, ¡realizando experimentos, a veces extenuantemente largos! Podemos ver que poner a prueba las predicciones del modelo, unLa hazaña, aún rara, incluso con los crecientes estudios computacionales, realmente puede llevar a la biología en nuevas direcciones ".
Holger Gerhardt VIB / KU Leuven / Cancer Research UK / MDC / BIH Berlin: "La capacidad de estudiar las fluctuaciones de la expresión génica en vivo es fascinante, pero requiere una edición de genes complicada y enfoques transgénicos. Si bien esto funcionó bien en el caso denuestros cultivos derivados de células madre embrionarias, el hecho de que las señales dinámicas no se acumulan hizo muy difícil detectar las señales de bajo nivel en el tejido in vivo. Necesitaremos reporteros mejores y más brillantes, mientras mantenemos su capacidad de degradarse rápidamente, enpara ver cómo se desarrolla este comportamiento en tiempo real en los organismos vivos. Este es un aspecto en el que estamos trabajando ahora "
Preguntas para el futuro ...
Un área de intensa investigación relacionada con este hallazgo es la integración de las señales químicas o la comunicación célula-célula con las señales físicas. Los vasos sanguíneos están bajo tensión y estiramiento constantes, tanto por la presión sanguínea como por el flujo sanguíneo.
Holger Gerhardt VIB / KU Leuven / Cancer Research UK / MDC / BIH Berlin: "Aunque sabemos que estos efectos juegan un papel importante en el cambio del tamaño de los vasos en la adaptación a las condiciones cambiantes del flujo, los mecanismos son poco conocidos.ahora necesitamos entender cómo la vía VEGFA-Dll4-Notch y el comportamiento dinámico de la misma se integran o se cruzan con señales que se derivan del flujo sanguíneo y sus propiedades físicas ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por VIB - Flanders Interuniversity Institute for Biotechnology . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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