Komórki macierzyste serca reagują na mikrośrodowisko, w którym się znajdują
Białka, których rola polega na regulacji wielkości i kształtu danego organu okazują się odpowiadać na właściwości mechaniczne
mikrośrodowiska, w którym znajdują się komórki. Środowisko to w szczególny
sposób wpływa na to czy np. komórka macierzysta serca zróżnicuje się w komórkę
mięśnia sercowego czy komórkę naczynia krwionośnego.
Rozwój komórek w celu pełnienia określonych funkcji – tak zwane różnicowanie się komórek – jest kluczowym procesem dla utrzymania zdrowych tkanek i narządów. Za proces ten odpowiadają w szczególności dwa białka – białko YAP (ang. Yes-associated protein) oraz WWTR1 (WW domain-containing transcription regulator protein 1) noszące także nazwę TAZ. Wyniki badań wskazują, że białka te kontrolują różnicowanie komórek w tkance limfatycznej, układu krwionośnego, pokarmowego oraz nerwowego, a także regulują odnawianie się komórek w życiu płodowym organizmu. Międzynarodowa współpraca naukowców zaowocowała tym, że udało się ustalić, że zmiany w elastyczności oraz nanotopografii mikrośrodowiska komórkowego, w którym znajdują się te białka, wpływają na proces różnicowania się komórek serca co pozwala jednocześnie na formułowanie wniosków odnośnie patofizjologii chorób tego narządu.
W ramach badań naukowcy z International Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA) i National Institute for Materials Science (NIMS) współpracowali z naukowcami z Finlandii, Włoch, Holandii, Arabii Saudyjskiej oraz Czech.
Naukowcy stworzyli cząsteczki białek YAP i TAZ zawierające fluorescencyjny fragment białkowy, co umożliwiło śledzenie losów tych białek wewnątrz żyjących komórek. W następnym kroku przygotowali podłoże komórkowe z inteligentnych biomateriałów, których elastyczność i nanostruktura może być dynamicznie kontrolowana. „Wyniki naszych badań wskazują, że transport białek YAP/TAZ pomiędzy jadrem i cytoplazmą był aktywowany natychmiast w odpowiedzi na dynamiczne zmiany sztywności lub nanostruktury mikrośrodowiska, w którym znajdowały się komórki,” wyjaśniają naukowcy.
Obserwacje ekspresji genowej potwierdziły kluczową rolę białek YAP/TAZ w procesie różnicowania komórkowego. Wyniki kolejnych badań nad wpływem elastyczności mikrośrodowiska pokazały, że różnicowanie komórek macierzystych serca w kierunku komórek mięśnia sercowego była najbardziej efektywna, gdy cechy mechaniczne mikrośrodowiska były najbardziej zbliżone do warunków panujących w tkance mięśnia sercowego.
Autorzy eksperymentów sugerują, że zrozumienie wpływu nanostruktury mikrośrodowiska i jego cech mechanicznych na to w jaki sposób białka kontrolują różnicowanie się komórek, może pomóc w opracowaniu metod leczniczych służących utrzymaniu zdrowej kondycji tego narządu. Podsumowują także: „Białka te stanowią potencjalny cel kontrolowania komórek macierzystych serca za pomocą dostępnych technik.”
Autor tłumaczenia: Bartłomiej Taurogiński
Źródło: http://phys.org/news/2014-03-heart-cells-stiff-environments.html
Tagi: komorki macierzyste, lab, laboratorium, komorka, tkanka, narzad, nanotopografia, bialko, transport, fluorescencja
wstecz Podziel się ze znajomymi