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Milhões de células humanas crescer no mouse embrião em 17 dias

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Um novo método drasticamente rampas de produção do humano maduro células em embriões de rato.

Produção de células humanas in vivo é crítico porque as células feitas em uma placa de petri, muitas vezes, não se comportam da mesma maneira que as células fazem no corpo.

Por décadas, a enorme doença-cura potencial de células-tronco humanas tem sido frustrados pela incapacidade de produzir quantidades suficientes de maturidade de células humanas in vivo—em um organismo vivo.

“Isso é fundamental a investigação que nos permite usar o mouse embrião para nos ajudar a entender melhor o desenvolvimento humano”, diz o autor correspondente Jian Feng, professor de fisiologia e biofísica na Jacobs Escola de Medicina e das Ciências Biomédicas da Universidade de Buffalo.

Um embrião de rato, mostra-se azul com uma área verde
Esta figura mostra uma grande quantidade de células humanas (marcado em verde) em 17 dias de idade mouse embrião (marcado em azul). A maioria das células humanas são as células vermelhas do sangue, que se acumulam no mouse fetal o fígado. (Crédito: Zhixing Hu/U. Buffalo)

“A continuação do desenvolvimento da nossa tecnologia pode permitir a geração de quantidades ainda maiores de tipos específicos de maturidade de células humanas para nos permitir criar mais eficazes modelos de mouse para o estudo de doenças que gravemente afetam os seres humanos, tais como a malária ou a COVID-19”, diz o Feng.

E porque este método produz tantos humano maduro células, que potencialmente poderiam gerar materiais para tratar doenças crônicas, tais como diabetes ou insuficiência renal, por substituição de um paciente com células danificadas com saudável células ou tecidos humanos.

Feng explica que é possível criar uma muito melhor modelo de mouse do sistema imunológico humano ou de componentes do sistema respiratório humano, a fim de estudar COVID-19, uma doença que causa estragos em seres humanos, mas quase não afeta ratos.

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Também poderia ser possível usar o novo método para produzir ratos com ainda mais humano maduro células vermelhas do sangue. Tais ratos seria muito eficaz no estudo da malária, uma doença que afeta apenas os seres humanos, destruindo nossas células vermelhas do sangue.

“Nós temos um monte de perguntas para responder antes de que a tecnologia pode ser útil, mas esta é a primeira vez que alguém tem gerado tantos humano maduro células de um embrião de rato”, diz o Feng.

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Esforços anteriores para produzir células humanas no mouse embriões têm gerado pequenas quantidades de células imaturas que são difíceis de quantificar. Em contraste, o novo método resultou em milhões de maturidade de células humanas em um embrião de rato em 17 dias.

Neste estudo, os investigadores injetado 10-12 ingênuo células-tronco humanas em um mouse de blastocisto, quando foi de 3,5 dias de idade. O mouse embrião gerado milhões de humano maduro células, incluindo as células vermelhas do sangue, olho células, e as células do fígado, como ela se desenvolveu.

“Nós sabemos que até 4% do número total de células no embrião de rato foram as células humanas,” Feng. “Esta é uma estimativa baixa, porque não podemos quantificar a grande quantidade de humanos, as células vermelhas do sangue gerado no mouse embrião.”

Ele diz que, porque essas humano maduro células vermelhas do sangue não tem um núcleo, eles não são contabilizados pelo método que os cientistas usam para quantificar o número total de células.

A equipe técnica envolvida superação de um desafio importante: a Conversão humano de células-tronco pluripotentes, que podem se diferenciar em todos os tipos de células do corpo, de uma forma que seja compatível com a massa celular interna dentro de um mouse de blastocisto, com três dias de idade mouse embrião. As células-tronco humanas estão em um “preparado”, enquanto que a massa celular interna dentro do mouse blastocisto é um ingênuo estado.

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“Quando o preparado de células humanas são colocadas no rato de blastocisto, eles não conseguem desenvolver”, diz Feng, observando que a incompatibilidade entre as células ” diferentes estágios de desenvolvimento, parecem ser os responsáveis.

“Nós queríamos ver se era possível para o ser humano preparado células para voltar para a ingênua estado, tal como as células-tronco pluripotentes dentro de um mouse de blastocisto”, diz o Feng. “É isso que temos feito.”

“Nosso método é para inibir transitoriamente a quinase mTOR por três horas para choque humano preparado células para o ingênuo estado”, diz o Feng. “Bloqueando a quinase mTOR dispara uma série de eventos que rewire expressão genética e do metabolismo celular, de modo a que o preparado células tornar-se ingênua.”

A conversão a fase posterior humano preparado de células-tronco de volta a um estado anterior, menos desenvolvido ingênuo estado permitiu que as células-tronco humanas para co-desenvolver com a massa celular interna em um mouse de blastocisto.

“O injetadas células-tronco humanas, agora, desenvolver o muito mais rápido o ritmo do mouse embrião, apoiando a geração de milhões de maturidade de células humanas em 17 dias”, diz o Feng.

A pesquisa aparece na A Ciência Avança. Adicionais são coautores da Universidade de Buffalo e a Roswell Park Cancer Center. O financiamento para esta pesquisa surgiu a partir de NYSTEM e o Búfalo Céu Azul Iniciativa.

Fonte: Universidade de Buffalo

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