Molécule de signalisation peut aider les cellules souches à se concentrer sur la fabrication des os malgré l’âge, la maladie

Molécule de signalisation peut aider les cellules souches à se concentrer sur la fabrication des os malgré l’âge, la maladie

Une molécule de signalisation qui aide les cellules souches à survivre dans l’environnement naturellement pauvre en oxygène à l’intérieur de la moelle osseuse peut fournir des indices pour aider les cellules à survivre lorsque les conditions s’aggravent avec l’âge et la maladie.

Ils espèrent que les résultats, rapportés dans PLOS ONE, aboutiront à de meilleures thérapies pour prévenir la perte osseuse dans le vieillissement et améliorer le succès des greffes de cellules souches pour une grande variété de maladies cardiaques à la paralysie cérébrale et le cancer.

Ils ont découvert qu’à l’intérieur de la niche pauvre en oxygène des cellules souches mésenchymateuses, le facteur-1 dérivé du stroma, ou SDF-1, active une voie de survie appelée autophagie qui aide les cellules à rester en place et à se concentrer sur la formation osseuse. , a déclaré le Dr William D. Hill, chercheur sur les cellules souches au Medical College of Georgia de l’Université Georgia Regents et l’auteur correspondant de l’étude.

Malheureusement, avec l’âge ou la maladie, le SDF-1 semble changer de rythme, réduisant la capacité des cellules souches à survivre et à rester dans la moelle osseuse, a déclaré Samuel Herberg, étudiant diplômé du GRU et premier auteur de l’étude. De plus, les cellules qui restent en place peuvent être moins susceptibles de produire des os et plus susceptibles de se transformer en cellules graisseuses dans la moelle osseuse.

Les chercheurs croient que ce sont les changements dans l’environnement normal qui accompagnent l’âge ou la maladie, y compris la diminution de la nutrition, qui incitent le SDF-1 à changer de rôle.

« Vous mettez de nouvelles cellules là-bas et, tout à coup, vous les mettez dans un quartier où ils sont attaqués », a déclaré Hill. « Si nous pouvons en quelque sorte préconditionner les cellules transplantées ou modifier l’environnement dans lequel elles se trouvent afin qu’elles aient des niveaux plus élevés d’autophagie, elles survivront à ce stress. »

L’autophagie est le vert consommé, voie de survie, où la cellule se perpétue en se mangeant essentiellement encore et encore, face à des sources de nourriture faible, d’autres stress ou ayant besoin d’éliminer l’accumulation de produits endommagés ou toxiques orgasme. Les chercheurs croient que l’autophagie ralentit avec l’âge, de sorte que les déchets mortels commencent à s’accumuler dans et autour des cellules, a dit Hill.

« Vos cellules ont normalement un rappel pour sortir la poubelle », a déclaré le Dr Carlos Isales, endocrinologue MCG et directeur clinique de l’Institut GRU de médecine régénérative et réparatrice. « Ce rappel, SDF-1, devient incohérent à mesure que vous vieillissez, alors plutôt que d’être un activateur du signal de détritus, il devient un inhibiteur. »

Herberg a mené des efforts pour modifier génétiquement des cellules souches de souris pour surexprimer SDF-1 – en fait, les chercheurs étaient dans la position enviable de pouvoir ajuster l’expression vers le haut ou vers le bas – et contrôler l’autophagie dans leurs nouvelles cellules. Ils ont découvert que même si le SDF-1 n’augmentait pas le nombre de cellules souches, il protégeait les risques associés aux cellules souches liées à l’oxygène faible et plus en augmentant l’autophagie tout en diminuant son antithèse, la mort cellulaire programmée ou l’apoptose.

« Ils s’en tirent avec des besoins en oxygène inférieurs et des besoins nutritionnels moindres et les cellules souches sont capables de survivre dans un environnement hostile car elles sont attaquées par des molécules nuisibles comme les radicaux libres », a déclaré Hill. En fait, les cellules peuvent prospérer.

« Le succès des greffes de cellules souches est mitigé et nous pensons qu’une partie du problème est l’environnement dans lequel les cellules sont mises », a déclaré Isales. «En fin de compte, nous voulons savoir quel est l’événement déclencheur du vieillissement, qu’est-ce que le poulet, qu’est-ce que l’œuf et qu’est-ce qui déclenche cette cascade. Cette nouvelle découverte nous donne une pièce du puzzle qui nous aide à voir la grande image. « 

Ils ont déjà commencé à regarder ce qui arrive à SDF-1 dans les cellules souches de la moelle osseuse humaine et ont identifié quelques médicaments utilisés pour traiter d’autres conditions qui augmentent la production et la protection du SDF-1. Ils envisagent une matrice de collagène, presque comme un radeau, qui délivre SDF-1 et des cellules souches ou SDF-1 seul où nécessaire, permettant la repousse osseuse ciblée dans le cas d’une mauvaise fracture, par exemple.

Il était déjà connu que les cellules souches sécrètent le SDF-1 et que la voie de survie cellulaire, l’autophagie, était régulée à la hausse dans les cellules souches. « Nous avons commencé à penser, si le SDF-1 est sécrété ici en réponse à un faible taux d’oxygène, il doit être important dans la survie cellulaire », a déclaré Hill et les chercheurs sont devenus les premiers à assembler les pièces.

La survie cellulaire et son antithèse, l’apoptose, sont étroitement réglementés et nécessaires, note Herberg. Et, en excès, les deux peuvent être mortels. En fait, des thérapies contre le cancer sont à l’étude qui bloquent l’autophagie avec l’idée de rendre le cancer plus vulnérable à la chimiothérapie. L’un des principaux rôles du SDF-1 est d’aider le corps à se rassembler correctement pendant le développement. Il est produit par des cellules souches et se trouve à des niveaux élevés dans les poumons et les os. Les chercheurs de MCG sont à la recherche d’autres sources de production de SDF-1 dans le corps et comment celles-ci pourraient changer avec l’âge.

La formation osseuse tend à diminuer vers l’âge de 60 ans, note Isales, chercheur principal sur la subvention de projet de 6,3 millions de dollars du National Institutes of Health qui a financé l’étude.

Sylvie

Les commentaires sont fermés.