Изследванията показват, че минералите могат да бъдат от ключово значение за заздравяването на увредената тъкан

Вашингтон: Сътрудничество между изследователи от Катедрата по биомедицинско инженерство и Медицинския колеж в Тексаския университет A&M идентифицира решаващата роля на минералите в регулирането на генната експресия, като по този начин контролира колко протеини трябва да произвежда клетката, като по този начин насърчава регенерацията на тъканите и предефинира клетъчната функция . идентифицират.

Това изследване проправя пътя за бъдещи проучвания за идентифициране на ролята на специфични минерали, както и как те могат да бъдат събрани, за да се създаде следващото поколение минерална медицина за лечение на увредена тъкан. Това проучване беше публикувано наскоро в Science Advances.

Минералите са неорганични елементи, които играят много жизненоважни роли, като работят интерактивно с витамини, ензими, хормони и други хранителни кофактори за регулиране на хиляди биологични функции в тялото. Въпреки че е доказано, че няколко минерала регулират генната експресия и клетъчната активност, много малко работа е фокусирана върху разбирането на основните молекулярни механизми.

Тази инженерна изследователска група се ръководи от д-р Ахилеш Гахарвар, доцент по биомедицинско инженерство и сътрудник по въздействието на президента, в сътрудничество с д-р Иртиша Сингх, асистент в катедрата по молекулярна и клетъчна медицина в Texas A&M и съавтор на проучване. където е въведен нов клас наночастици на минерална основа за насочване на човешки стволови клетки към костни клетки. Тези наночастици са известни специално като наносиликати и чрез тях екипът е в състояние да определи ролята на минералите в регулирането на профилите на генна експресия за насочване на диференциацията на стволови клетки.

Тези наносиликати представляват дискови минерални наночастици с диаметър 20-30 нанометра (nm) и дебелина 1-2 nm. Тези наночастици са силно биосъвместими и лесно се консумират от клетките. Веднъж попаднали в клетъчното тяло, тези наночастици бавно се разтварят в отделни минерали като силиций, магнезий и литий.

Насиликатите се дисоциират в отделни минерали вътре в клетките и активират набор от ключови гени, които управляват поток от информация в клетките, известен като сигнални пътища. Тези сигнални пътища са отговорни за насочването на клетките да поемат специфични функции, като например превръщане в друг клетъчен тип или започване на лечебния процес чрез секретиране на тъканно-специфични протеини, наречени извънклетъчен матрикс.

Тези извънклетъчни матрици са съставени от различни протеини, включително гликопротеини и протеогликани, които улесняват заздравяването на тъканите и поддържат тъканните функции.

Комбинирайки интердисциплинарни техники и методи от биомедицинското инженерство и геномиката, водещите автори на това изследване, докторантите Анна Брокеш и Лорън Крос, идентифицират и характеризират важни гени, които се активират и активират от различни сигнални пътища поради лечение с минерали. Едно от основните заключения на това проучване е, че минерали като силиций, магнезий и литий участват в ендохондралната осификация, процес, чрез който стволовите клетки се трансформират в меки и твърди тъкани като хрущяли и кости при млади хора.

Лабораторията на Сингх, управлявана от Сингх, използва високопроизводителни функционални анализи и смущения за дисекция на функционални регулаторни програми в клетките на бозайници.

В това проучване те анализираха данни за цялото транскриптомно секвениране (RNA-seq), за да оценят ефекта на наносиликатите и продуктите на йонно разтваряне върху профилите на експресия на ген на стволови клетки. RNA-seq, анализ за секвениране с висока пропускателна способност за целия транскриптом, предоставя безпристрастен и холистичен преглед на профилите на генна експресия за идентифициране на пътища, които са нарушени от специфични лечения.

„Има много хора, които искат да разберат как минералите влияят на човешкото тяло, но има малко доказателства, които да идентифицират как те ни влияят на клетъчно ниво“, каза Брокеш. “Нашето проучване е едно от първите проучвания, които използват безпристрастно секвениране в цялата транскриптома, за да се определи как минералните йони могат да насочват съдбата на стволовите клетки.”

Предложеният подход се занимава с дългогодишно предизвикателство в настоящите терапевтични подходи, които използват супрафизиологични дози от растежни фактори за насочване на изследване на тъканите. Такава висока доза растежни фактори води до редица усложнения, включително неконтролирано образуване на тъкани, възпаление и туморогенеза, както и производството или образуването на туморни клетки. Те отрицателно ограничават използването на растежни фактори като терапевтично средство в областта на регенеративната медицина.

Гахарвар каза, че въздействието на тази работа е значително, тъй като разбирането на ефекта на минералите за постигане на желаната регулация на клетъчната активност има голям потенциал да отвори нови пътища за разработване на клинично значими терапии за регенеративна медицина., доставяне на лекарства и имуномодулация.

.

Add Comment