Regeneración de los tejidos con células madre somáticas

Developmental Biology

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Summary

Células somáticas o adultas, como las células madre embrionarias, son capaces de auto renovación pero demuestran un potencial de diferenciación restringido. Sin embargo, estas células son cruciales para los procesos homeostáticos y juegan un papel importante en la reparación de los tejidos. Por el estudio y la manipulación de esta población celular, científico puede ser capaz de desarrollar nuevas terapias regenerativas para lesiones y enfermedades.

Este video define primero células madre somáticas y luego explora el papel de estas células en la regeneración de los tejidos. Esto se acentúa en una descripción de un protocolo que aísla las células satélite del músculo y los utiliza para reparar el daño de músculo en un modelo de ratón de distrofia muscular. Finalmente, se discuten estudios de regeneración de tejidos específicos utilizando células somáticas.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Fundamentos de la biología del desarrollo. Regeneración de los tejidos con células madre somáticas. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Células somáticas juegan un papel importante en el mantenimiento y la reparación de una amplia gama de tejidos. Estas células madre, como sus padres las células madre embrionarias, son capaces de casi ilimitada de auto renovación. Sin embargo, a diferencia de las células madre embrionarias, que pueden diferenciarse en una amplia gama de tipos de células, células madre somáticas se presentan más adelante en el desarrollo, y sus destinos están restringidos a las células de un órgano específico.

Este video cubre los principios de la regeneración de tejidos, cómo los científicos estudian el papel de somático las células madre en tejido de reparación después de lesiones, y algunas aplicaciones que utilizan somático células para inducir la regeneración de los tejidos de la madre.

Empecemos por discutir los principios de regeneración tisular después de lesiones o daños. Se han identificado células madre somáticas en varios tejidos, incluyendo cerebro, médula ósea, músculo esquelético, corazón, hígado y los intestinos.

Generalmente, esta fuente renovable de células madre distingue primero en células progenitoras destino restringido antes en última instancia, dando lugar a células funcionalmente especializadas. Un ejemplo clásico de esto es el diario proceso fisiológico llamado hematopoyesis. En este proceso, células somáticas encontró en la médula ósea forma la sangre y sistema inmune células progenitoras, que más se distinguen en las células de sus respectivos sistemas.

Desde la regeneración de tejido punto de vista, células somáticas encontradas el músculo esquelético han demostrado paly un papel en la reparación de los tejidos. Cuando un músculo está dañado, estas células son reclutadas en el sitio de la lesión y distinguen para reemplazar las células dañadas.

Células somáticas ¿cómo que es el momento de ir a trabajar? Cuando las células son dañadas, liberan atrayentes solubles, tales como quimiocinas que reclutan células somáticas para el sitio de la lesión. Luego, estas células pueden distinguir en el tipo de célula de tejido blanco. Además de proporcionar una fuente de nuevas células, células somáticas puede inducir cambios locales, como la generación de nuevos vasos sanguíneos que promueven la cicatrización de heridas.

La capacidad regenerativa de células somáticas endógenas no siempre sean suficiente para reparar el tejido dañado o enfermo. Por lo tanto, los científicos están investigando cómo se puede utilizar el suministro de piscinas exógenas de células somáticas para tratar tales condiciones.

Ahora que usted entiende la biología de la regeneración de los tejidos, veamos un ejemplo de cómo los científicos pueden aislar células madre somáticas y administran para inducir la reparación de los tejidos. Usando el siguiente método, los científicos demuestran cómo músculo células, llamadas células satélite, ayuda en la regeneración de los tejidos posterior a la lesión.

Los músculos esqueléticos, primera disección de un ratón de donantes y digeridos con la ayuda de una enzima de la disociación, por ejemplo la colagenasa. A continuación, las células satélite son aisladas, y una forma de hacerlo es por incubación de estas células con anticuerpos Unidos a bolas magnéticas, que luego son purificados en una columna magnética. Tras la purificación, las células satélite son crecidas en cultura y posteriormente diferenciadas en células progenitoras miógena añadiendo medios de diferenciación.

Mientras tanto, un ratón receptor está preparado por la inyección intramuscular de una toxina que resulta en debilidad muscular, o distrofia muscular. Células progenitoras miógena preparado entonces se inyectan en el músculo esquelético de ratón distrófico. En definitiva, integración y diferenciación de las células del donante pueden determinarse por immunohistochemistry. Mejoramiento funcional del fenotipo distrófico puede evaluarse con una ergometría.

Ahora que has visto madre cómo somático las células pueden ser aisladas y manipuladas en un experimento de regeneración de tejido, echemos un vistazo a algunas de las aplicaciones in vitro e in vivo posteriores de esta clase única de células.

Aparte de inyectar madre somática células en vivo modelos animales, los científicos también están ideando maneras de manipular el destino de estas células in vitro. En este experimento, los científicos distinguen células madre en células funcionales de músculo esquelético primera preparando un plato de petri con anclajes. Las células madre fueron cultivadas, mezclados dentro de una matriz de colágeno y gel y anclado dentro de los platos de petri especialmente diseñados.

Luego, estas células de vástago ancladas fueron estimuladas eléctricamente por electrodos colocados en medios de cultivo de diferenciación, que condujo a la formación en vitro de construcciones funcionales, maduras del músculo. La inmunofluorescencia confirma la expresión de marcadores de células diferenciadas de músculo esquelético: actina, en rojo y miosina, en verde.

Somático las células madre también han demostrado promesa como posibles terapias regenerativas para los trastornos del sistema nervioso central. En este método, los científicos primero cosechan tejido neuronal del donante de un feto de ratas transgénicas que expresan la proteína fluorescente verde, y células de vástago neuronales aisladas fueron tratadas en una matriz de fibrina con un cóctel de factor de crecimiento. Luego, las células de vástago neuronales tratadas fueron inyectadas en el sitio de la lesión de la médula espinal del ratón receptor. Las células injertadas del donante fueron demostradas han integrado bien y llena las cavidades en la lesión de la médula espinal.

Para entender mejor cómo somática madre células integrarán en los tejidos después de la inyección en un host, los científicos han desarrollado un método de fluorescencia de etiquetado en vitro antes de la inyección. En este experimento, los científicos cosechan somático las células madre de médula ósea de ratón y estable los transfected con proteína fluorescente diferentes genes usando un vector viral sistemas las células transduced entonces fueron inyectados en la vena de la cola de un ratón receptor. Con el tiempo, los órganos se cosecharon desde el ratón receptor y microscopía de fluorescencia fue utilizado para rastrear la ubicación de las células en varios tejidos.

Sólo has visto video de Zeus en células somáticas. Este video cubre los principios de regeneración de los tejidos por células somáticas, cómo estas células pueden ser aisladas y estudiadas y su potencial aplicación en medicina regenerativa. Desde células somáticas juegan un papel tan crítico en la regeneración de una amplia gama de tejidos, entender los mecanismos que regulan esta clase de células es un área activa de investigación en medicina regenerativa. ¡Como siempre, gracias por ver!

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