Un studiu Stanford arata ca proteinele fundamentale din celulele stem ale soarecilor refac leziunile cu rapiditate. La fel cum masinile de curse accelereaza motoarele la linia de pornire, si celulele stem raspund mai repede la leziuni daca au fost amorsate in prealabil cu o doza dintr-o singura proteina, potrivit unui studiu al Stanford University School of Medicine (Universitatea de Medicina Stanford).

Studiul a aratat ca soarecii carora li s-a administrat proteina de baza si-au recapatat functionalitatea musculara mai repede dupa accidentare, pielea li s-a vindecat mai repede si in zona rasa din jurul ranii blana a crescut mai repede. Valorificarea puterii acestei proteine va putea ajuta la un moment dat oamenii sa isi revina mai repede dupa operatii sau sa redea vigoarea tineretii celulelor stem imbatranite.

"Incercam in prezent sa intelegem mai bine procesul de vindecare a ranilor ca raspuns la traume si imbatranire," spune Thomas Rando, medic, doctor in stiinte, profesor de neurologie si stiinte neurologice. "Am aratat ca celulele stem musculare si ale maduvei osoase intra in alerta ca raspuns la leziuni distante, ceea ce le permite sa actioneze mai repede. Acum am identificat proteina responsabila pentru amorsarea lor astfel incat sa isi faca treaba mai bine si mai repede."

Rando, care conduce de asemenea Stanford's Glenn Center for the Biology of Aging (Centrul Glenn pentru Biologie si Imbatranire de la Stanford), este autorul de onoare al studiului publicat in Cell Reports. Fostul bursier postdoctoral Joseph Rodgers, doctor in stiinte, este autorul principal. Rodgers este acum asistent profesor pentru biologia celulelor stem si medicina regenerativa la University of Southern California (Universitatea de Sud California).

Terapie posibila

"Cercetarile noastre arata ca pregatirea organismului inaintea unei traume poate accelera procesul de repararea a tesuturilor si de recuperare, la fel cum un vaccin pregateste corpul pentru a lupta cu infectiile," spune Rodgers. "Credem ca aceasta ar putea fi o abordare terapeutica care sa imbunatateasca recuperarea in situatiile in care leziunile pot fi anticipate, cum ar fi operatiile chirurgicale, luptele sau sporturile."

In mod normal, celulele stem specifice adulte se afla intr-o stare de congelare celulara profunda numita stare de repaus pentru a evita divizarea celulara inutila in lipsa unei leziuni. Intr-un articol din anul 2014 publicat in revista Nature, Rodgers si Rando au aratat la soarecii de laborator faptul ca o leziune la muschiul unui picior a provocat o modificare a celulelor stem din muschiul celuilalt picior. Celulele respective au intrat intr-o faza numita de cercetatori "de alerta", faza distincta a ciclului celular pentru celulele stem de cea de repaus total sau de actiune totala.

Faptul ca celulele musculare de la distanta fata de leziune au fost alertate arata ca muschiul vatamat trebuie sa elibereze un agent solubil care se poate deplasa prin tot corpul ca sa trezeasca celulele stem inactive. Rodgers si colegii lui au descoperit ca o proteina numita factor de crestere a hepatocitelor (HGF), care exista in stare latenta in spatiile dintre celulele musculare si tesuturi, poate activa o cale critica de semnalizare in celule legandu-se la suprafetele acestora. Aceasta cale stimuleaza producerea de proteine importante in alertarea celulelor stem. Nu se stia insa modul in care HGF insusi devenea activ.

Intr-o noua cercetare, Rodgers impreuna cu colegii sai au identificat factorul de activare prin injectarea unor animale nevatamate cu ser sangvin de la animale cu leziuni musculare induse. (Soarecii de laborator au fost anesteziati inaintea injectarii locale cu toxina vatamatoare pentru muschi; apoi le-au fost administrate analgezice si antibiotice in perioada de recuperare.) Dupa doua zile si jumatate, cercetatorii au descoperit ca celulele stem musculare ale animalelor care le-au primit erau in stare de alerta, completandu-si prima diviziune celulara mult mai repede decat cele ale animalelor care au primit ser sanguin de la soareci nevatamati.

"In mod cert, sangele animalelor vatamate contine un factor care alerteaza celulele stem," a spus Rando. "Voiam sa stim ce anume din sange facea acest lucru?"

Niveluri crescute ale unei proteine

Cercetatorii au descoperit ca serul de la animalele ranite avea aceleasi niveluri de HGF ca si serul martor. Cu toate acestea, avea niveluri crescute ale unei proteine numita activator al HGF (HGFA) care activeaza HGF taind-o efectiv in doua. Cercetatorii au descoperit ca tratarea serului cu un anticorp care blocheaza activitatea HGFA a eliminat beneficiul recuperator al pre-tratamentului.

Intr-un experiment asociat, expunerea animalelor la o singura doza intravenoasa exclusiv de HGFA cu doua zile inaintea vatamarii i-a ajutat pe soareci sa se recupereze mult mai repede decat cei din lotul de control. De asemenea, blana din locul chirurgical ras a crescut mai complet decat in cazul animalelor de control.

"La fel ca in cazul muschilor, raspunsurile pe care le-am observat la nivelul pielii au fost imbunatatite substantial atunci cand celulele stem au fost alertate," spune Rando.

Pe langa identificarea posibilelor modalitati de a pregati oamenii pentru operatii chirurgicale sau pentru alte situatii in care ar putea suferi vatamari corporale, cercetatorii sunt fascinati de rolul pe care l-ar putea avea HGF si HGFA in procesul de imbatranire. Calea activata de aceste proteine este mai putin activa la oamenii si animalele cu varsta mai inaintata.

"Activitatea celulelor stem se reduce odata cu inaintarea in varsta, iar vindecarea persoanelor in varsta este mai inceata si mai putin eficienta fata de cea a persoanelor tinere. Ar putea fi posibila reconstituirea vindecarii tineresti prin activarea acestei cai?" se intreaba Rando. "Ne-ar placea sa aflam."

Aceasta activitate reprezinta un exemplu de concentrare a sectiei de medicina de la Stanford asupra sanatatii de precizie al carei scop este acela de a anticipa si a preveni imbolnavire printr-o diagnosticare sanatoasa si de precizie si prin tratarea bolilor in cazul pacientilor.

Articol: HGFA Is an Injury-Regulated Systemic Factor that Induces the Transition of Stem Cells into GAlert, Joseph T. Rodgers, Matthew D. Schroeder, Chanthia Ma, Thomas A. Rando, Cell Reports, doi: 10.1016/j.celrep.2017.03.066, published 18 April 2017.

Sursa: MedicalNewsToday

Articol tradus de Silvia Gergely, voluntar ProStemCell.ro. Toate drepturile rezervate.

Nota editorului: Acest articol nu este destinat sa ofere sfaturi medicale, diagnostic sau tratament.