Agosto 7, 2022

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In caso di frattura, almeno tre gruppi di cellule staminali sono coinvolti nella ricostruzione ossea, che origina dal midollo osseo, dal periostio e dal muscolo scheletrico. Un team di ricercatori ha appena dimostrato che se ciascuna di queste popolazioni presenta caratteristiche molecolari molto diverse quando sono “a riposo”, almeno due di loro si impegnano in un programma coordinato e articolare non appena compare una lesione ossea.

Il danno osseo provoca l’attivazione immediata del macchinario di riparazione dei tessuti. presso l’Istituto Mondor per la ricerca biomedica1, Il gruppo di Céline Colnot, specialista in biologia muscolo-scheletrica, ha recentemente dimostrato che in questo processo sono coinvolti almeno tre gruppi di cellule staminali: quelle nel midollo osseo, localizzate nel nucleo dell’osso, e quelle nella membrana esterna dell’osso ( il periostio), ma anche quelli del midollo osseo, localizzati nel muscolo scheletrico adiacente all’osso colpito.

Per comprendere meglio il coinvolgimento di questi diversi gruppi cellulari, il team li ha studiati nei topi prima e dopo la frattura. All’inizio sono stati condotti esperimenti in laboratorio E il Lui vive Descrivere le caratteristiche associate alla proliferazione, migrazione e differenziazione dei tre tipi di cellule staminali. Questo lavoro ha dimostrato che queste cellule hanno un destino diverso a seconda della loro origine. Quelli derivati ​​dal midollo differiscono solo per osteoblasticellule che compongono la matrice ossea. Quelli del periostio, dal canto loro, mostrano le maggiori potenzialità di rigenerazione ossea: possono già differenziarsi in osteoblasti, ma anche in condrociti, cellule che compongono la cartilagine. Infine, le cellule staminali muscolari danno origine preferenzialmente ai condrociti.

I ricercatori hanno quindi studiato il profilo di espressione genica delle cellule staminali muscolari e periostale, che sono le più potenti nel processo di riparazione ossea. Queste analisi istologiche, eseguite su scala unicellulare (cellula per cellula), sono state eseguite in collaborazione con il team di Mickaël Ménager dell’Università di Parigi.2. L’obiettivo dei ricercatori era di essere in grado di identificare i percorsi molecolari attivi in ​​ogni cellula in un dato momento.

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Può, fibrosidifferenziale

In assenza di una lesione ossea, gli scienziati hanno osservato una significativa eterogeneità tra le diverse popolazioni cellulari studiate (e anche all’interno di ciascuna), con una grande diversità nei marcatori molecolari che esprimono. Ma questa diversità svanisce nel caso di una lesione che deve essere riparata: tre giorni dopo la frattura, tutte le cellule attivano vie molecolari simili, in particolare una via già nota per il suo ruolo nella formazione ossea chiamata BMP (per Proteina morfogenica ossea). A riprova di ciò, l’interruzione del recettore BMPR1A coinvolto in questo percorso porta a un ritardo nella riparazione ossea, quindi le cellule staminali del muscolo periostale e scheletrico mostrano un difetto nell’attivazione e nella differenziazione. ” Questo studio ci permette di comprendere meglio il processo di riparazione ossea. Abbiamo scoperto che cellule staminali stabili apparentemente molto diverse hanno la capacità di entrare in azione quando danneggiate, attivando le stesse vie molecolari. Abbiamo anche rilevato un passaggio intermedio, con uno stato fibrotico delle cellule staminali che sembra precedere la loro differenziazione in osteoblasti funzionali. “Oltre all’aspetto di base, questi risultati aiutano a comprendere le anomalie della riparazione ossea che sono state osservate in alcune persone”, afferma Celine Colnaught. Nella neurofibromatosi di tipo 1, ad esempio, i pazienti hanno fratture che non guariscono, con fibrosi permanente che si forma a livello del periostio. Ciò può ora essere spiegato da un difetto nell’attivazione delle cellule staminali che impedisce loro di passare dallo stadio dei fibroblasti allo stadio delle cellule differenziate. Abbiamo identificato il percorso BMP come coinvolto in questa transizione, ma altri percorsi devono essere scoperti. Il lavoro a cella singola dovrebbe permetterci di descrivere di più Scorci di Celine Colnaught

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1 : Unità 955 Inserm / UPEC, IMRB, squadra Biologia neuromuscolare