Régénération des tissus avec les cellules souches somatiques

Developmental Biology

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Summary

Les cellules souches somatiques ou adultes, comme les cellules souches embryonnaires sont capables d’autorenouvellement mais démontrer une potentiel de différenciation restreinte. Néanmoins, ces cellules sont essentiels aux processus homéostatiques et jouent un rôle important dans la réparation des tissus. En étudiant et en manipulant cette population cellulaire, scientifique peut être en mesure de développer de nouvelles thérapies régénératives pour blessures et maladies.

Cette vidéo définit d’abord les cellules souches somatiques et examine ensuite le rôle de ces cellules dans la régénération des tissus. Cette volonté est soulignée dans une description d’un protocole qui isole les cellules satellites musculaires et les utilise pour réparer les lésions musculaires dans un modèle murin de la dystrophie musculaire. Finalement, nous discutons des études de régénération de tissus spécifiques utilisant les cellules souches somatiques.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Notions essentielles de biologie du développement. Régénération des tissus avec les cellules souches somatiques. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Les cellules souches somatiques jouent un rôle important dans l’entretien et la réparation d’une large gamme de tissus. Ces cellules souches, comme leurs mère les cellules souches embryonnaires sont capables d’auto-renouvellement presque illimitée. Cependant, contrairement aux cellules souches embryonnaires, qui peuvent se différencier en un large éventail de types de cellules, les cellules souches somatiques apparaissent plus tard dans le développement, et leur destin se limitent aux cellules d’un organe spécifique.

Cette vidéo couvre les principes de la régénération tissulaire, comment les scientifiques étudient le rôle de somatique des cellules souches dans le tissu de réparation suite à des blessures, et certaines applications qui utilisent somatique cellules pour induire la régénération des tissus de la tige.

Commençons par examiner les principes qui sous-tendent la régénération des tissus suite à des blessures ou des dommages. Les cellules souches somatiques ont été identifiées dans plusieurs tissus, y compris le cerveau, la moelle osseuse, le muscle squelettique, coeur, foie et intestins.

Généralement, cette source renouvelable de cellules souches se différencie tout d’abord en cellules progénitrices sort restreints avant de finalement donnant naissance à des cellules spécialisées sur le plan fonctionnel. Un exemple classique de ceci est le processus physiologique quotidien appelé hématopoïèse. Dans ce processus, les cellules souches somatiques trouvé sous la forme de la moelle osseuse le sang et le système immunitaire des cellules progénitrices, qui plus loin se différencient en cellules de leurs systèmes respectifs.

De la régénération de tissus point de vue, les cellules souches somatiques trouvées dans le muscle squelettique montrent paly un rôle dans la réparation des tissus. Lorsqu’un muscle est endommagé, ces cellules sont recrutés à l’endroit de la blessure et se différencient pour remplacer les cellules endommagées.

Comment les cellules souches somatiques savent-ils qu’il est temps d’aller au travail ? Lorsque les cellules sont endommagées, elles libèrent des chimioattractants solubles, tels que les chimiokines, qui recrutent des cellules souches somatiques à l’endroit de la blessure. Ces cellules peuvent se différencient ensuite dans le type de cellule du tissu cible. En plus de fournir une alimentation de nouvelles cellules, les cellules souches somatiques peuvent induire des modifications locales, telles que la génération de nouveaux vaisseaux sanguins qui favorisent la cicatrisation des plaies.

La capacité de régénération des cellules souches somatiques endogènes peut être pas toujours suffisante pour réparer des tissus malades ou endommagés. Par conséquent, les scientifiques étudient comment la livraison des pools exogènes de cellules souches somatiques peut servir à traiter ces conditions.

Maintenant que vous comprenez la biologie de la régénération tissulaire, examinons un exemple de comment les scientifiques peuvent isoler des cellules souches somatiques et administrer pour induire la réparation des tissus. À l’aide de la méthode suivante, les scientifiques démontrent comment les cellules souches musculaires, appelées cellules satellites, aide à la régénération des tissus après une blessure.

Tout d’abord, squelettiques muscles sont disséqués par un souris donneur et digérés à l’aide d’une dissociation enzymatique, par exemple la collagénase. Ensuite, les cellules satellites sont isolés et une façon de faire qui est en incubant ces cellules avec des anticorps liés à billes magnétiques, qui sont ensuite purifiés sur une colonne magnétique. Après purification, les cellules satellites sont en culture et ensuite différenciées en cellules progénitrices myogéniques en ajoutant des médias de différenciation.

Dans l’intervalle, une souris destinataire est préparée par une injection intramusculaire d’une toxine entraînant une faiblesse musculaire ou la dystrophie musculaire. Les progéniteurs myogéniques préparés sont ensuite injectées dans les muscles squelettiques de la souris dystrophique. En fin de compte, la réussite de l’intégration et la différenciation de cellules du donneur peuvent être déterminées par immunohistochimie. Amélioration fonctionnelle du phénotype dystrophique peut être évaluée par un test de tapis roulant.

Maintenant que vous avez vu comment somatique souches des cellules peuvent être isolées et manipulés dans une expérience de régénération tissulaire, regardons certaines applications in vitro et in vivo en aval de cette classe unique de cellules.

En dehors de l’injection de souches somatiques dans in vivo des modèles animaux, les scientifiques, les cellules sont également élaborer des façons de manipuler le sort de ces cellules in vitro. Dans cette expérience, scientifiques différencient des cellules souches en cellules musculaires squelettiques fonctionnels en premier préparant une boîte de Pétri avec points d’ancrage. Les cellules souches ont été cultivées, mélangés dans une matrice de collagène et le gel puis ancrée au sein de la Pétri spécialement conçu.

Ensuite, ces cellules souches ancrées ont stimulé électriquement par des électrodes placées dans les milieux de culture de différenciation, qui a conduit à la formation in vitro des constructions fonctionnelles, mature muscle. Immunofluorescence confirme l’expression des marqueurs de cellules différenciées du muscle squelettique : actine, en rouge et de la myosine, en vert.

Les cellules souches somatiques ont également montré prometteur comme thérapies régénératives potentiels pour les troubles du système nerveux central. Dans cette méthode, scientifiques récoltées tout d’abord le tissu neuronal donneur d’un foetus de rat transgénique exprimant la protéine fluorescente verte, et isolé des cellules souches neuronales ont été traités dans une matrice de fibrine avec un cocktail de facteur de croissance. Puis, les cellules traitées de souches neuronales ont été injectés dans le site de la lésion de la moelle épinière de souris destinataire. Les cellules greffées donneur se sont révélés avoir bien intégrées et remplie les cavités dans la lésion de la moelle épinière.

Afin de mieux comprendre comment somatique tige cellules intègrent dans les tissus après leur injection dans une foule, les scientifiques ont développé une méthode pour leur marquage fluorescent in vitro avant l’injection. Dans cette expérience, les scientifiques récoltées somatique des cellules souches de moelle osseuse de souris et stablement eux transfectées avec différentes protéines fluorescentes gènes utilisant un vecteur viral systèmes les cellules transduits ont ensuite injectés dans la veine de queue d’une souris destinataire. Au fil du temps, organes ont été récoltés par le bénéficiaire de la souris et la microscopie de fluorescence a été utilisée pour suivre l’emplacement des cellules dans divers tissus.

Vous avez juste regardé les vidéo de JoVE sur les cellules souches somatiques. Cette vidéo a couvert les principes qui sous-tendent la régénération des tissus par les cellules souches somatiques, comment ces cellules peuvent être isolées et étudiées et leur potentiel d’application dans la médecine régénérative. Étant donné que les cellules souches somatiques jouent un rôle critique dans la régénération d’une large gamme de tissus, la compréhension des mécanismes qui régulent cette classe de cellules est un domaine actif de recherche en médecine régénératrice. Comme toujours, Merci pour regarder !

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