Механическое напряжение, создаваемое бьющимся сердечком зародыша, находящегося в утробе мамы, играет важную роль в формировании клеток крови и всей кровеносной совокупы нового организма, узнали ученые.
"Благодаря этой работе мы существенно продвинулись в осознании того, как средством обычных эмбриональных стволовых клеток в лабораторных критериях могут быть сделаны клеточки, участвующие в кровеносной совокупы", – сказал Дэли, слова которого приводит пресс-служба Бостонского детского военного лазарета.
Ученые показали, что касательное напряжение, создаваемое потоком воды текущей над поверхностью клеток, выстилающих зародышевую аорту, наращивает синтез основных протеиновых молекул, подходящих для сотворения клеток крови, посреди их и Runx1.
Это напряжение, как выяснилось, приводит и к образованию клеток-предшественниц, из которых в последствии образуются типичные клеточки крови – красноватые кровяные клеточки, лимфоциты и другие.
Согласно точки зрения создателей 2-ух публикаций, их работа может привести к созданию нового типа фармацевтических средств для исцеления серьёзных заболеваний крови, которые будут симулировать в организме или в пробирке условия, нужные для подходящих нездоровому типов клеток крови.
В своей работе ученые их Бостона применяли клонированные зародыши рыбок, сердцебиение которых было очень очень замедленно средством искусственно введенных генетических мутаций.
Замедленная циркуляция крови в этих зародышах стала предпосылкой значительно наименьшему количеству новых стволовых клеток. В протяжении грядущей работы ученые узнали, что решающую роль в производстве новых стволовых клеток крови играет наличие в крови молекул оксида азота NO.
В конце концов, при блокирования синтеза молекул оксида азота в таких клеточках даже касательное напряжение не разрешало достигнуть стволовых клеток клеток-и обычного уровня предшественниц крови.
На данный момент нездоровые с схожими заболеваниями, не имеющие подходящего донора, нуждаются в пересадке костного мозга или переливании пуповинной крови новорожденных малышей, содержащей свежайшие стволовые клеточки крови.
Этот механизм формирования стволовых клеток был добросовестным и для других видов животных – мышей.
В собственных исследованиях ученые впервой распознали главные механизмы, играющие роль в формировании кровеносной клеток системы и новых крови из стволовых и показали, что критически ответственным для этих процессов есть наличие биомеханического напряжения на клеточки, создаваемого бьющимся сердечком.
Несколько Дэли также исследовала воздействие сердцебиения на образование клеток крови, создав копии зародышей мышей, сердечко которых было на сто процентов лишено возможности биться. Формирование клеток предшественниц в таких зародышах, и вприбавок синтез белков, характерных стволовым клеточкам крови, были очень очень замедлены.
На сто процентов его возвратить разрешило касательное напряжение, приложенное к клеточкам зародышей, после того, как они были извлечены и помещены в необыкновенную лабораторную посуду.
Несколько доктора Леонарда Территория (Leonard Zon) из Бостонского детского военного лазарета сделала свою работу на зародышах пользующейся популярностью лабораторной рыбки данио рерио, чьи зародыши на сто процентов прозрачны, а поэтому очень комфортны для изучений.
Территорий и его сотрудники сообразили, что хим соединения, регулирующие поток крови в организме, в значимой мере влияют на работу гена Runx1, играющего решающую роль в формировании стволовых клеток крови, из которых позже образуются все формирующие новейшую кровеносную совокупа клеточки.
Несколько Джорджа Дэли (George Daley), также трудящегося в Бостонском детском лазарете и написавшая статью в издание Nature, начала свой исследование после того как отыскали клетки-предшественников крови в стенах аорты, формирующейся фактически сходу после того, как у зародыша начинает биться сердечко. В своей работе с эмбриональными стволовыми клеточками мышей Дэли и его сотрудники изучали эффекты от механического стимулирования зародышевых стволовых клеток на формирование новых клеток крови.
Такие серьёзные заболевания, как лейкемия, иммунодефицит и серповидно-клеточная анемия, при которой человеческий организм производит клеточки крови серповидной формы, профессиональные затыкать сосуды, могут в дальнейшем успешно лечиться средством новых методов сотворения подходящих организму клеток крови.
Эта легкая молекула есть одной самые принципиальных сигнальных молекул, вырабатываемых различными клеточками организма, используемых организмом посреди их и для стимуляции ровненьких клеток стен кровеносных сосудов, что ведет к их расширению.
Оказалось, что дополнительные количества оксида азота, введенные в растущие мутантные зародыши, приводят к тому, что количество стволовых клеток в таких эмбрионах полностью восстанавливается до обыденного уровня.
Эти работы растолковывают увлекательный факт, длительное время заводивший ученых в тупик – по какой причине сердечко зародышей, как у людей, так и у животных, начинает биться на очень ранешних стадиях, за длительное время перед тем, как новый организм начинает нуждаться в своем транспорте крови.
Это открытие может употребляться в лечении последовательности серьёзных заболеваний кровеносной совокупы, считают создатели 2-ух изучений, размещённых в изданиях Nature и Cell.
"Российские наблюдения разрешили распознать совершенно внезапную роль биомеханических сил в развитии зародышей.
Нам удалось установить ответственную связь меж формированием сердечно-сосудистой и гематопоэтической (кроветворной) совокупностей организма", – сказал доктор наук Гильермо Гарсия-Гардена (Guillermo Garcia-Cardena) из Гарвардской мед школы, соавтор публикации в Nature.