Los investigadores esperan algún día utilizar células madre para curar quemaduras, reparar parches de tejido cardíaco dañado, incluso desarrollar riñones y otros órganos trasplantables desde cero. Este sueño se acerca más a la realidad cada año, pero uno de los acertijos perdurables para los investigadores de células madre es cómoEstas células notables saben cuándo es hora de que se expandan en número y se transformen en células adultas maduras para renovar el tejido dañado o envejecido.
La respuesta a este crucial proceso de toma de decisiones puede estar en un órgano muy notable: el diente frontal del ratón.
Los incisivos que crecen constantemente son la característica definitoria de todos los roedores, que dependen de estas afiladas y cinceladoras para excavar y defenderse, así como para roer alimentos. Dentro de la mandíbula, los incisivos de un ratón se parecen más a los colmillos de una morsa o aldientes de un tigre dientes de sable, con solo las puntas afiladas que se muestran a través de las encías en la parte frontal de la boca.
A medida que la parte frontal del diente se aplasta, un grupo de células madre en el interior de la mandíbula, en la parte más interna del diente, se acumula constantemente en la parte posterior de cada incisivo y empuja el diente en crecimiento hacia adelante, un pococomo la punta de un lápiz mecánico.
"A medida que envejecemos, nuestros dientes comienzan a desgastarse, y en la naturaleza, una vez que ya no tienes dientes, mueres. Como resultado, los ratones y muchos otros animales, desde elefantes hasta algunos primates, puedencrecer sus dientes continuamente ", dijo el Dr. Ophir Klein de UC San Francisco, profesor de ciencias orofaciales en la Facultad de Odontología de la UCSF y de pediatría en la Facultad de Medicina." El objetivo de nuestro laboratorio es aprender las reglas que permiten que los incisivos de ratón crezcancontinuamente para ayudarnos a crecer un día los dientes en el laboratorio, pero también para ayudarnos a identificar los principios generales que podrían permitirnos comprender los procesos de renovación de tejidos de manera mucho más amplia ".
En un nuevo estudio, publicado en línea el 27 de abril de 2017, en Célula madre celular , Jimmy Hu, PhD, investigador postdoctoral en el laboratorio de Klein, descubrió que las señales del tejido circundante son responsables de provocar que estas células madre dentales abandonen su estado normal de latencia, súbase a la cinta transportadora del diente en crecimiento,y comenzar el proceso de transformación en tejido dental maduro.
"Por lo general, pensamos en las células madre que responden a las señales químicas para comenzar a proliferar y diferenciarse, pero aquí hay una interacción emocionante entre el entorno físico y las células que pueden hacer que cumplan con las demandas del diente en crecimiento", dijo Hu.
En su estudio, Hu y sus colegas descubrieron que las integrinas, proteínas que se encuentran en las membranas celulares y unen el esqueleto interno de las células con el andamiaje proteico más grande del tejido circundante, desencadenan una cascada de señalización recientemente descrita dentro de las células madre que las hacecomenzar a multiplicarse rápidamente, un proceso llamado "proliferación"
Aún no está claro exactamente qué señales externas son responsables de provocar la proliferación de las células madre, dicen los autores, pero proponen que las células podrían detectar que se han movido a una región donde la parte posterior del diente necesita producir activamentemás células según los cambios en la rigidez del tejido local o las fuerzas físicas que tiran y empujan las células.
"Nuestros datos muestran claramente que a medida que las células madre se mueven a su espacio de proliferación designado, aumentan la producción de integrinas. Estas integrinas permiten que las células interactúen con moléculas extracelulares y se activen para expandirse en números antes de producir un gran conjunto de dientes dentales maduroscélulas ", dijo Hu.
De interés adicional para los investigadores es el hecho de que tanto las integrinas como YAP, una de las moléculas involucradas en la cascada de señalización desencadenada por integrinas recientemente descubierta, se han implicado previamente en el crecimiento de ciertos tipos de tumores, que se creecompartir algunas características de la biología de las células madre. Este hallazgo agrega evidencia a un creciente sentido entre los investigadores del cáncer de que las interacciones entre las células cancerosas y el tejido circundante pueden ser un paso clave para desencadenar el crecimiento tumoral.
"Integrins y YAP habían estado implicados en el cáncer antes, pero nuestro trabajo conecta a los dos en un órgano en lugar de en una placa de Petri", dijo Klein. "¿No sería bueno si las mismas ideas que nos permiten aprender a¿Crecer nuevos tejidos en el laboratorio también conduce a mejores terapias para prevenir el crecimiento de tumores en los pacientes? "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Francisco . Original escrito por Nicholas Weiler. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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