Información

¿Puede alguna planta regenerar el tejido faltante?

¿Puede alguna planta regenerar el tejido faltante?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Todavía no he encontrado una planta que, cuando un insecto se come un agujero en una de sus hojas, pueda regenerar el tejido perdido. A muchas plantas les crecerá un tallo nuevo si se corta el viejo, pero no es una regeneración perfecta y no tiene semejanza en forma con el tallo anterior. ¿Existe alguna planta que pueda, incluso hasta cierto punto, regenerar el tejido faltante?


En general, las células vegetales solo se diferencian en regiones especiales de la planta conocidas como meristemos. Dos de los tipos principales de meristemo son el meristemo apical de la raíz (en las puntas de las raíces) y el meristemo apical del brote (en las puntas de los brotes) ^. Dentro del meristemo apical del brote, las células vegetales se dividen y comienzan a diferenciarse en diferentes tipos de células (como diferentes células de la hoja o células vasculares). El crecimiento posterior (de, digamos, una hoja) es en gran parte el resultado de la expansión celular (aunque la división celular todavía ocurre, pero disminuye a medida que la hoja se expande). Por lo tanto, si perfora un agujero en una hoja, probablemente no se rellenará porque las células de esa hoja han terminado de crecer y dividirse.

Sin embargo, a medida que crece un brote, se crean más meristemos. Estos se encuentran en las yemas axilares, justo encima de donde la hoja se encuentra con el tallo. Los meristemos de las yemas axilares pueden crecer para formar ramas. Las diferentes plantas obviamente producen diferentes números de ramas, pero existe un mecanismo de control común conocido como dominancia apical, donde el meristemo en la punta del brote suprime el crecimiento de las yemas axilares inferiores. Esta es la razón por la que se puede hacer que un brote sin ramas crezcan ramas cortando la punta (los jardineros a menudo hacen esto para hacer que las plantas "de piernas largas" sean más tupidas).

Todo eso fue una larga explicación para decir, no, una planta normalmente no se regenera ^^ en el sentido de llenar las células que se han perdido. Sin embargo, si corta un brote, el siguiente brote restante podría comenzar a crecer y, en cierto sentido, reemplazar la parte que se perdió. En ese caso, se recluta un brote existente para formar una nueva rama y reemplazar la funcionalidad perdida, pero yo no diría que eso califica como regeneración de tejido faltante.

^ También hay otros tipos de meristemas.

^^ Si torturas las células vegetales lo suficiente, puedes obligarlas a que se conviertan en "células madre" y así hacer una planta completamente nueva, pero esto es raro en la naturaleza.


Cómo un gusano plano regenera los tejidos faltantes: las células madre adultas pluripotentes potencian la regeneración planaria

Desde que se observó que los animales, como las lagartijas y las estrellas de mar, regeneraban las partes faltantes del cuerpo, la gente se ha preguntado de dónde vienen los nuevos tejidos. En el caso del gusano plano de las planarias, los investigadores del Whitehead Institute han determinado que la fuente de los extraordinarios poderes regenerativos de este animal es un solo tipo de célula pluripotente.

La mayoría de los animales avanzados, incluidos los mamíferos, tienen un sistema de células madre especializadas. En los seres humanos, tenemos células madre sanguíneas en nuestra médula ósea que producen sangre y células inmunes, células madre de la piel que producen nuevas capas de piel y células madre intestinales que renuevan continuamente nuestro revestimiento intestinal, por nombrar solo algunas. En los seres humanos, solo las células madre embrionarias y las células germinales son pluripotentes, con la capacidad de crear todos los tipos de células en el cuerpo.

En el gusano plano Schmidtea mediterranea, ciertas células en división, llamadas neoblastos, se han identificado durante mucho tiempo como esenciales para la regeneración que repara los tejidos del gusano. Sin embargo, hasta ahora, los científicos no han podido determinar si los neoblastos representan una mezcla de células madre especializadas que regeneran tejidos específicos o son ellos mismos pluripotentes y capaces de regenerar todos los tejidos.

"Y esa pregunta está en el corazón de la comprensión de la regeneración en estos animales", dice Peter Reddien, miembro de Whitehead, quien también es profesor asociado de biología en el MIT y científico de carrera temprana del Instituto Médico Howard Hughes (HHMI). "La razón por la que nunca ha sido posible abordar esta pregunta es porque necesitábamos ensayos que nos permitieran preguntar cuál es el potencial regenerativo de las células individuales".

Utilizando métodos complementarios, Dan Wagner, Irving Wang, dos estudiantes graduados en el laboratorio de Reddien y co-primeros autores, y Reddien han demostrado que las planarias adultas no solo poseen células madre pluripotentes, conocidas como neoblastos clonogénicos (cNeoblastos), sino que una sola célula de este tipo es capaz de regenerar un animal completo. Sus resultados se publican en la edición del 13 de mayo de Ciencias.

En un método, Wagner les dio a las planarias una dosis de radiación que mató a todas sus células en división, a excepción de los cNeoblastos aislados y raros. Al marcar las células para un gen expresado solo en neoblastos, Wagner observó que estos cNeoblastos supervivientes individuales se dividían para formar grandes colonias de células. Wagner analizó las colonias y descubrió que contenían células que se diferenciaban en neuronas y células intestinales, lo que indica un amplio potencial de desarrollo para el cNeoblasto iniciador. Además, Wagner demostró que una pequeña cantidad de cNeoblastos eran capaces de restaurar el potencial regenerativo de animales enteros.

Utilizando otro método, Wang y Reddien trasplantaron cNeoblastos individuales de una cepa de planarias en planarias huésped irradiadas letalmente de una cepa diferente, que carecía de sus propios neoblastos y la capacidad de regenerarse. Debido a que las células del donante se podían distinguir del huésped, los investigadores demostraron que el cNeoblasto trasplantado se multiplicaba, diferenciaba y finalmente reemplazaba todos los tejidos del huésped. A partir de una sola célula trasplantada, el huésped no solo recuperó la capacidad de regenerarse, sino que también se convirtió en la identidad genética de la cepa donante.

Debido a que este trabajo mostró que los cNeoblastos pueden diferenciarse en diversos tipos de tejido e incluso reemplazar todos los tejidos en una planaria huésped, los investigadores pudieron concluir que los cNeoblastos son células madre pluripotentes.

Un estudio adicional de los cNeoblastos podría ayudar a los investigadores a comprender cómo pueden actuar las células madre para promover la regeneración.

"Este es un animal que, a través de la evolución, ya ha resuelto el problema de la regeneración", dice Wagner. "Estamos estudiando planarias para ver cómo funciona su proceso de regeneración. Y, un día, examinaremos cuáles son las diferencias clave entre lo que es posible en este animal y lo que es posible en un ratón o una persona".

En un futuro próximo, el grupo de investigación está interesado en explorar las nuevas posibilidades que brindan sus técnicas.

"Los trasplantes unicelulares han abierto muchos más experimentos que podemos hacer", dice Wang. "Ahora que es posible identificar y aislar cNeoblastos únicos, podemos explorar qué hace que estas células sean pluripotentes".

Esta investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud (NIH) y la Fundación Keck.

La afiliación principal de Peter Reddien es con el Instituto Whitehead para la Investigación Biomédica, donde se encuentra su laboratorio y se lleva a cabo toda su investigación. También es Científico de Carrera Temprana del Instituto Médico Howard Hughes y profesor asociado de biología en el Instituto de Tecnología de Massachusetts.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Instituto Whitehead de Investigación Biomédica. Original escrito por Nicole Giese. Nota: El contenido puede editarse por estilo y longitud.


Regenerar o no regenerar: factores que impulsan la regeneración de las plantas

La pérdida de la comunicación célula-célula podría desencadenar la regeneración.

Los destinos de desarrollo y las etapas de las células son importantes para la competencia regenerativa.

La adquisición de la competencia para la conversión del destino de los tejidos está regulada epigenéticamente.

La regeneración de las plantas está controlada por múltiples capas reguladoras y vías de señalización.

Las plantas tienen una capacidad regenerativa notable, pero varía mucho entre especies y tipos de tejidos. El que las células / tejidos vegetales inicien la regeneración depende en gran medida de la medida en que estén limitados a su destino tisular original. Una vez que las células comienzan el programa de regeneración, adquieren un nuevo destino, forman meristemos y se convierten en órganos. Durante estos procesos, las células deben superar continuamente varias barreras para la progresión del programa de regeneración hasta que el órgano (o la planta completa) esté completo. Estudios recientes han revelado factores y señales clave que afectan el destino de las células durante la regeneración de las plantas. Aquí, revisamos investigaciones recientes sobre: ​​(i) entradas de señales ambientales y estímulos físicos que actúan como desencadenantes iniciales de la regeneración (ii) respuestas celulares epigenéticas y transcripcionales a los desencadenantes que conducen a la reprogramación celular y (iii) moléculas que dirigen la formación y el desarrollo del nuevo nicho de células madre. También discutimos las diferencias y similitudes entre la regeneración y el desarrollo normal.


La ciencia de la autorreparación: investigación sobre la regeneración en el Whitehead Institute

Los seres vivos tienen que ser resistentes para sobrevivir. La mayoría de los animales sufrirán una lesión en algún momento, y la velocidad y el éxito de su recuperación pueden determinar si viven o mueren. Cuando se trata de recuperarse de un daño corporal sustancial, ciertos animales tienen un as bajo la manga: la regeneración. Este es el conjunto de procesos biológicos que utilizan ciertas especies para reparar o incluso reemplazar partes dañadas de su cuerpo. Algunos animales, incluidas las especies de estrellas de mar, lagartos y salamandras, pueden volver a crecer extremidades enteras. Otros animales, incluidas las especies de gusanos y esponjas, pueden desarrollar un cuerpo completamente nuevo a partir de una pequeña pieza superviviente. Aunque los seres humanos tienen cierta capacidad regenerativa, por ejemplo, nuestra piel a menudo puede repararse a sí misma de las heridas, esta capacidad palidece en comparación con la de estas resistentes especies. Descubrir cómo desbloquear la capacidad de regenerar miembros y órganos es el santo grial de la medicina regenerativa.

Los investigadores del Whitehead Institute están descubriendo la genética, los mecanismos y los principios subyacentes de la regeneración. La pregunta de por qué algunos órganos de mamíferos pueden regenerarse mientras que otros no pueden impulsar la investigación de la becaria del Whitehead Institute, Kristin Knouse. Peter Reddien, miembro del Whitehead Institute, estudia una especie de gusano plano capaz de regenerar cualquier parte de su cuerpo. Rudolf Jaenisch, miembro fundador del Whitehead Institute, ha investigado formas de manipular y alterar las células madre que tienen el potencial de convertirse en varios tipos de células diferentes. Lea sobre algunas de estas investigaciones a continuación y, para obtener más información, siga los enlaces a noticias y videos recientes.

Instituto Gretchen Ertl / Whitehead

Descifrando las reglas de la regeneración

Reddien, también profesor de biología en el Instituto de Tecnología de Massachusetts e investigador del Instituto Médico Howard Hughes, estudia planarias (Schmidtea mediterranea), un tipo de gusano plano con increíbles capacidades regenerativas. Una planaria se puede cortar en muchos trozos y cada trozo volverá a crecer hasta convertirse en un gusano completo en unas dos semanas. La investigación sobre cómo las planarias logran esta hazaña podría conducir a una mejor comprensión de los factores necesarios para la regeneración, tanto en las planarias como en general. Aunque Reddien trabaja principalmente con planarias, él y el entonces investigador postdoctoral Mansi Srivastava, ahora profesor asistente en la Universidad de Harvard, también introdujeron una nueva especie modelo para la investigación de la regeneración, el gusano pantera de tres bandas, en 2014. La mayoría de los genes El laboratorio de Reddien ha descubierto que con papeles clave en la regeneración de estas especies se han conservado homólogos en el genoma humano. Los investigadores estudian planarias y gusanos pantera, que son muy adecuados para experimentos, para descubrir principios generales de reparación y regeneración en todas las especies.

Uno de los enfoques principales de Reddien ha sido comprender cómo las células dentro de una planaria, o una pieza de planaria, saben dónde ir y en qué convertirse cuando regeneran las partes faltantes. ¿Cómo se mantiene y se comunica el plano del cuerpo entre las células? ¿Cómo determinan los animales qué parte del cuerpo falta?

El laboratorio de Reddien descubrió que el tejido muscular de las planarias es crucial para orquestar la regeneración adecuada. En 2013 descubrieron que los neoblastos, las células madre planarias, se dirigen a dónde ir y en qué convertirse mediante genes de control de posición (PCG), y que estos genes se expresan exclusivamente en el tejido muscular. Los PCG proporcionan una especie de GPS para las células, manteniendo un mapa del cuerpo a través de señales secretadas por el tejido muscular, para guiar la regeneración y el recambio celular regular. La estudiante de posgrado Amelie Raz y Reddien descubrieron que el músculo también orquestaba la regeneración en el gusano pantera de tres bandas, lo que plantea la posibilidad de un antiguo papel generalizado del músculo en la promoción de la regeneración en el reino animal.

Planarias de tres ojos generadas por un simple truco quirúrgico que revela las dinámicas de autoorganización que ocurren durante la regeneración.

Kutay Deniz Atabay / Whitehead Institute

Microscopía fluorescente de una planaria.

Lauren Cote / Instituto Whitehead

Para comprender cómo el músculo planario se volvió tan crítico para la regeneración a lo largo de la evolución, Reddien ha estado investigando el tejido de manera más amplia para determinar todas sus funciones. El músculo planario se está revelando como un tejido versátil, y él y la estudiante de posgrado Lauren Cote descubrieron que sirve como tejido conectivo del animal, proporcionando soporte estructural para el cuerpo de la misma manera que lo hacen los huesos, tendones, ligamentos y otros tejidos en los mamíferos. Una de las funciones del tejido conectivo es secretar la matriz extracelular, el material entre las células que les proporciona un andamiaje, protección, separación física, así como un medio para la comunicación intercelular. Especulan que el papel conectivo del músculo planario podría estar ligado a su papel en la regeneración, ya que ambas tareas se relacionan con el mantenimiento de la arquitectura del cuerpo. Están interesados ​​en el amplio papel que podría tener el tejido conectivo en la regeneración animal.

Para explorar los factores que guían a las células durante la regeneración, Reddien y el estudiante de posgrado Kutay Deniz Atabay utilizaron la regeneración ocular como un caso de estudio. Descubrieron que el destino final de las células oculares progenitoras se determinaba mediante señales competitivas de los PCG y la proximidad de ojos preexistentes o en regeneración. Esta investigación ayuda a explicar cómo las planarias lidian con el desajuste que surge entre el mapa corporal codificado en su músculo y su anatomía real después de una herida o disección.

Reddien y el estudiante graduado Christopher Fincher completaron un atlas de transcriptoma de la planaria: un catálogo completo de los genes que están activos en cada tipo de célula de la planaria. Aunque todas las células de un animal tienen el mismo ADN, la expresión génica en cada célula (qué genes se activan y con qué intensidad se expresan) determina la identidad y la actividad de la célula. Este atlas de transcriptoma de tipo celular completo de animales enteros es el primero de su tipo. El análisis de la expresión genética puede revelar mucho sobre los diferentes tipos de células y cómo responden a diferentes señales y señales. Esta rica base de datos debería ser un recurso valioso en la investigación de Reddien, por ejemplo, ayudándolo a identificar más genes involucrados en la regeneración.

A veces, Reddien obtiene resultados que lo sorprenden, como cuando él y la estudiante de posgrado Aneesha Tewari estaban estudiando un conjunto de procesos llamados la respuesta del tejido faltante que pensaban que era esencial para la regeneración. Juntos, estos procesos facilitan la reparación y regeneración cerca de los sitios de las heridas en planarias y otros animales capaces de regenerarse. Debido a que la respuesta del tejido faltante es prominente durante la curación y se extiende a todas las especies, Reddien planteó la hipótesis de que era esencial para la regeneración, pero cuando él y Tewari desactivaron la respuesta del tejido faltante, descubrieron que, en la mayoría de los escenarios, este no era el caso. Este hallazgo sugirió que la respuesta tisular faltante no inicia la regeneración, simplemente la acelera, y así simplifica la lista de ingredientes esenciales necesarios para la regeneración.


Sistema nervioso

La cabeza de una planaria contiene dos ganglios conectados, que se conocen como ganglios cerebrales. Un ganglio es una masa de tejido nervioso compuesta por los cuerpos celulares de las neuronas. El cuerpo celular contiene el núcleo y los orgánulos de una neurona. Una extensión del cuerpo celular llamada axón transmite el impulso nervioso a la siguiente neurona. Los nervios de una planaria contienen un haz de axones.

Los nervios se extienden desde los ganglios cerebrales a través del cuerpo planario y apositivo, que contiene otros ganglios. Los ganglios y los nervios forman un sistema nervioso en forma de escalera, como se muestra en la siguiente ilustración.

Los ganglios conectados en la cabeza de una planaria a veces se denominan cerebro, aunque forman una estructura mucho más simple que nuestro cerebro. Sin embargo, la actividad del animal & aposs & quotbrain & quot es interesante. Esta actividad se está explorando en experimentos de aprendizaje y farmacología que involucran al animal.

Sistema nervioso de una planaria

El cuerpo de una planaria contiene músculos que se extienden en varias direcciones. Su superficie inferior produce moco y tiene muchas estructuras similares a pelos llamadas cilios. Estas características permiten que el animal se mueva sobre superficies usando un movimiento de deslizamiento mientras los cilios laten. Las planarias también nadan en el agua.


El núcleo solo funciona mientras no está dañado

Al ser un órgano complejo, el núcleo deja de funcionar por completo cuando está dañado. Piense en un mecanismo de relojería. Cada parte tiene que jugar en conjunto para lograr un objetivo. Si quita incluso una rueda dentada, todo el artilugio deja de funcionar. Ahora para su núcleo, esto significaría lo siguiente:

  • Puede regenerar materia orgánica.
  • Deja de regenerarse una vez que se daña
  • Nunca puede regenerarse a sí mismo, ya que no puede regenerarse en absoluto una vez dañado.

No puede reparar el daño causado, lo que reduce la capacidad regenerativa de Evas.

Tenga en cuenta que esta solución amplía un poco la palabra "reducir"

Ciertamente reduce la capacidad, pero solo a cero. Si desea que un núcleo dañado funcione (de manera menos eficiente), sugeriría un enfoque diferente como la respuesta de "ADN diferente".

Tiene su propio sistema circulatorio, por lo que si el corazón está dañado, puede repararse sin que el corazón lata. Este sistema circulatorio permanece inactivo hasta que se necesita, momento en el que el órgano secreta desde una "vejiga" las células de reparación al área dañada. Sin embargo, este sistema circulatorio no retroalimenta al órgano en sí.

Las células se producen y almacenan en esta vejiga hasta que se necesiten. Esto permite la entrega rápida de una gran cantidad de células de reparación. La vejiga puede repararse a sí misma ya que está llena de células reparadoras. Sin embargo, el órgano solo tiene una pequeña cantidad de estas células en un momento dado, ya que las envía a la vejiga de reparación, cualquier reparación del órgano en sí es lenta.

Las células fluyen hacia la vejiga después de la producción, si detecta daño, lo repara de inmediato en el propio órgano. Piense en ello como un árbol, las hojas producen las células, fluyen a través del tallo, a la rama, al tronco. Si se corta la hoja, no hay camino para que las células se muevan hacia atrás. Si se acaba de producir una celda de reparación y todavía está allí cuando ocurrió el daño, entonces puede reparar la hoja.

Cuando se destruye la mitad de las células de reparación, la vejiga tarda el doble en llenarse. Resuelve el problema de 'de dónde viene el asunto' al reparar. No es infinito, se acumula lentamente con el tiempo y se almacena en la vejiga de reparación. Demasiado daño al cuerpo requeriría un período de tiempo más largo para sanar, cuando el nivel bajo de células solo repara lo esencial para la vida. Esta idea deja abierta la posibilidad de avances médicos que permitirían a las cirugías distribuir manualmente estas células a sus productores para su reparación. lo mismo para los trasplantes de órganos, supongo.

Por cierto, la decapitación se acabó. Sólo puede haber uno.

Veo dos formas sencillas de hacer esto. Lserni propuso un método bastante estable y, sinceramente, el suyo tiene mucho sentido. Pero aquí están mis opiniones sobre la cuestión.

  1. El núcleo es un órgano artificial que se implanta al nacer o antes de la pubertad. Ya sea que se cultiven en una tina, se cosechen de otro organismo o incluso se introduzcan en el cuerpo al comerse el núcleo de uno de sus antepasados ​​muertos. El núcleo puede regenerar otros tejidos, pero requiere ayudas externas para regenerarse. Si se trata de suplementos dietéticos o implantes con cirugía invasiva, depende de la elección.

Lo que parece una idea clave es que sin la regeneración, sus EVA son simplemente humanos más grandes y más fuertes. Entonces, ¿por qué no sacar provecho de eso? Tienen un núcleo que les puede dar una habilidad regenerativa pero no pueden regenerarse por sí mismos. Sin embargo, no se establecen las condiciones para ello. Si un núcleo se puede utilizar con fines regenerativos, idealmente podría tener usos más riesgosos a corto plazo. ¿Qué pasa si durante la lucha o la huida, el núcleo cambia a sobremarcha y simplemente comienza a descargar grandes cantidades de células madre, adrenalina y posiblemente incluso causando un breve pero explosivo crecimiento muscular / óseo en el cuerpo? Sin embargo, hacer esto ejerce una gran tensión en el núcleo y puede hacer que comience a descomponerse.

Esto le da a EVA una capacidad de regeneración y una capacidad de combate muy fuerte. Pero para hacer todo lo posible, al igual que los humanos, arriesgan la vida y la integridad física. En su caso de forma permanente. El daño central podría causar tejido cicatricial dañado y crecimientos anormales de partes del cuerpo regeneradas. Llevando eventualmente a extremidades inútiles o cauterizando los muñones para evitar mayores daños al cuerpo. Al comer otros núcleos, implantar otro núcleo o ingerir un suplemento de algún tipo, podrían recuperarse de manera factible. Pero sería muy arriesgado y las probabilidades de que murieran serían altas si su propio núcleo ya estuviera lo suficientemente lejos como para ser absolutamente necesario.

  1. El órgano es un organismo simbiótico. Una "Serpiente de los árboles del Edén" que apoya al huésped EVA con propiedades regenerativas al actuar como una fuente natural de reparación celular e inmortalidad al producir copias de las células madre del huésped. La Serpiente, a cambio, requiere los nutrientes que le da el anfitrión, pero si se lesiona lo suficiente, ella misma puede morir. Esto debilita enormemente el EVA y puede causar su muerte en el peor de los casos o desarrollar un sistema inmunológico comprometido en el mejor de los casos.

Ahora bien, esto también tiene un lado positivo que disfruto mucho. Vea que estos simbiontes también tienen un ciclo de vida natural, ya que dependen de los EVA para alimentarse, pero también para encontrar pareja. Cuando dos EVA se emparejan, también lo hace la Serpiente dentro de ellos, simplemente a través del intercambio de fluidos en lugar de extraños intercambios deslizantes. Fertilizando eficazmente el uno al otro cuando tiene éxito, esto da como resultado que la Serpiente en ambos EVA desarrolle un óvulo fertilizado. Este huevo en la hembra termina (en la mayoría de los casos) vinculándose con el feto que aún no ha nacido. Pero en un embarazo no viable puede ser ingerido o mantenido en estasis eficaz por sus padres.

El huevo fertilizado de la Serpiente sirve para propagar tanto a la Serpiente como a la EVA. Dando a ambos una gran ventaja en la supervivencia. Con el huevo sobrante en EVA macho o hembra pudiendo ser pasado (prepárese para repugnante) por la Serpiente trepando por el esófago como una tenia para escupir el huevo en la boca de otro EVA. Permitiendo así que nuevos núcleos se transfieran a EVA con núcleos dañados o muertos. También tiene un tercer propósito, ya que si la Serpiente parental muere en su anfitrión con un óvulo fertilizado todavía dentro, puede eclosionar e intentar tomar el lugar de sus padres como un nuevo núcleo. El éxito de esto sería variable pero también lo suficientemente notable como para tener un fuerte impacto.

Entonces estos son mis pensamientos. Órganos artificiales o Serpientes del Edén simbióticas que se propagan a través de los EVA, registran su información genética para curarlos y luego pasan esto a los huevos que ponen como "Manzanas del Conocimiento" en el árbol genealógico.


Un nuevo estudio muestra cómo impulsar la regeneración muscular y reconstruir el tejido

La investigación de Salk revela pistas sobre los cambios moleculares que subyacen a la pérdida de masa muscular relacionada con el envejecimiento

LA JOLLA — Uno de los muchos efectos del envejecimiento es la pérdida de masa muscular, que contribuye a la discapacidad en las personas mayores. Para contrarrestar esta pérdida, los científicos del Instituto Salk están estudiando formas de acelerar la regeneración del tejido muscular, utilizando una combinación de compuestos moleculares que se utilizan comúnmente en la investigación de células madre.

En un estudio publicado el 25 de mayo de 2021 en Nature Communications, los investigadores demostraron que el uso de estos compuestos aumentaba la regeneración de las células musculares en ratones al activar los precursores de las células musculares, llamados progenitores miogénicos. Aunque se necesita más trabajo antes de que este enfoque se pueda aplicar en humanos, la investigación proporciona información sobre los mecanismos subyacentes relacionados con la regeneración y el crecimiento muscular y algún día podría ayudar a los atletas, así como a los adultos mayores, a regenerar tejidos de manera más efectiva.

"La pérdida de estos progenitores se ha relacionado con la degeneración muscular relacionada con la edad", dice el profesor de Salk, Juan Carlos Izpisua Belmonte, autor principal del artículo. “Nuestro estudio descubre factores específicos que pueden acelerar la regeneración muscular, además de revelar el mecanismo por el cual esto ocurrió”.

La inducción de factores de Yamanaka (OKSM) en las fibras musculares aumenta el número de progenitores miogénicos. Parte superior, parte inferior de control, tratamiento. El color rojo-rosa es Pax7, un marcador de células madre musculares. El azul indica núcleos musculares.
Haga clic aquí para ver una imagen de alta resolución.
Crédito: Instituto Salk

Los compuestos utilizados en el estudio a menudo se denominan factores de Yamanaka en honor al científico japonés que los descubrió. Los factores de Yamanaka son una combinación de proteínas (llamadas factores de transcripción) que controlan cómo se copia el ADN para su traducción a otras proteínas. En la investigación de laboratorio, se utilizan para convertir células especializadas, como las células de la piel, en más células parecidas a células madre que son pluripotentes, lo que significa que tienen la capacidad de convertirse en muchos tipos diferentes de células.

“Nuestro laboratorio demostró anteriormente que estos factores pueden rejuvenecer las células y promover la regeneración de tejidos en animales vivos”, dice el primer autor Chao Wang, becario postdoctoral en el laboratorio de Izpisua Belmonte. "Pero antes no se sabía cómo sucede esto".

La regeneración muscular está mediada por células madre musculares, también llamadas células satélite. Las células satélite están ubicadas en un nicho entre una capa de tejido conectivo (lámina basal) y fibras musculares (miofibras). En este estudio, el equipo utilizó dos modelos de ratón diferentes para identificar los cambios específicos de las células madre musculares o específicos del nicho después de la adición de los factores de Yamanaka. Se centraron en ratones más jóvenes para estudiar los efectos de los factores independientes de la edad.

En el modelo específico de miofibra, encontraron que la adición de los factores de Yamanaka aceleraba la regeneración muscular en ratones al reducir los niveles de una proteína llamada Wnt4 en el nicho, que a su vez activaba las células satélite. Por el contrario, en el modelo específico de células satélite, los factores de Yamanaka no activaron las células satélite y no mejoraron la regeneración muscular, lo que sugiere que Wnt4 juega un papel vital en la regeneración muscular.

Según Izpisua Belmonte, quien ocupa la Cátedra Roger Guillemin, las observaciones de este estudio podrían eventualmente conducir a nuevos tratamientos dirigidos a Wnt4.

“Nuestro laboratorio ha desarrollado recientemente tecnologías novedosas de edición de genes que podrían usarse para acelerar la recuperación muscular después de una lesión y mejorar la función muscular”, dice. "Podríamos utilizar esta tecnología para reducir directamente los niveles de Wnt4 en el músculo esquelético o para bloquear la comunicación entre Wnt4 y las células madre musculares".

Los investigadores también están estudiando otras formas de rejuvenecer las células, incluido el uso de ARNm e ingeniería genética. Estas técnicas podrían eventualmente conducir a nuevos enfoques para impulsar la regeneración de órganos y tejidos.

Otros autores fueron: Ruben Rabadan Ros, Paloma Martinez Redondo, Zaijun Ma, Lei Shi, Yuan Xue, Isabel Guillen-Guillen, Ling Huang, Tomoaki Hishida, Hsin-Kai Liao, Concepcion Rodriguez Esteban y Pradeep Reddy de Salk Estrella Nuñez Delicado de Universidad Católica San Antonio de Murcia en España y Pedro Guillén García de Clínica CEMTRO en España.

El trabajo fue financiado por NIH-NCI CCSG: P30 014195, The Helmsley Trust, Fundación Ramon Areces, Asociación de Futbolistas Españoles (AFE), Fundación Pedro Guillén, Universidad Católica San Antonio de Murcia (UCAM), Fundación Moxie y CIRM (GC1R -06673-B).


¿Partes faltantes? Revelado el secreto de la regeneración de la salamandra

Las salamandras pueden regenerar extremidades enteras y regenerar partes de los órganos principales, una capacidad que depende de su sistema inmunológico, según muestra una investigación.

Un estudio del ajolote (Ambistoma mexicanum), una salamandra acuática, revela que las células inmunes llamadas macrófagos son críticas en las primeras etapas de la regeneración de las extremidades perdidas. La eliminación de estas células impidió permanentemente la regeneración y provocó cicatrices en los tejidos. Los hallazgos apuntan a posibles estrategias para la reparación de tejidos en humanos.

"Podemos considerar a las salamandras como un modelo de cómo se ve la regeneración perfecta", dijo el autor principal del estudio, James Godwin, en un comunicado. "Necesitamos saber exactamente qué hacen las salamandras y cómo lo hacen bien, para que podamos aplicar ingeniería inversa en terapias humanas", agregó Goodwin, del Instituto Australiano de Medicina Regenerativa (ARMI) de la Universidad de Monash en Melbourne. [¿Listo para la escuela de medicina? Pon a prueba tu inteligencia corporal]

En los mamíferos, las células de macrófagos juegan un papel importante en la respuesta del sistema inmunológico a las lesiones y llegan a la herida en un plazo de dos a cuatro días. Allí, engullen y digieren patógenos, o partículas infecciosas, y generan señales tanto inflamatorias como antiinflamatorias para la curación.

Ahora, Godwin y sus colegas han demostrado que los macrófagos son esenciales para la capacidad de superherol de las salamandras de producir nuevas extremidades. Los investigadores estudiaron los procesos bioquímicos que ocurrieron en las salamandras en el lugar de la amputación de una extremidad. Luego eliminaron algunas o todas las células de macrófagos para determinar si estas células eran esenciales para el crecimiento de las extremidades.

Se detectaron señales de inflamación en los sitios de la herida dentro de un día de las amputaciones. Inesperadamente, las señales antiinflamatorias, que normalmente llegan más tarde a los mamíferos que se recuperan de una lesión, también estuvieron presentes en ese momento. Junto con estas señales, los investigadores detectaron macrófagos en la herida, alcanzando un máximo de cuatro a seis días después de la lesión.

Para investigar el papel de los macrófagos en la regeneración de las extremidades de las salamandras, los investigadores inyectaron a los animales una sustancia química que destruye o "agota" estas células. Los niveles de macrófagos se agotaron parcial o totalmente.

Las salamandras a las que se les extirparon todos sus macrófagos no pudieron generar nuevas extremidades y mostraron una acumulación sustancial de tejido cicatricial. Las salamandras que tenían solo algunos de sus macrófagos aún podían regenerar sus extremidades, pero más lentamente de lo normal.

Una vez que las salamandras recuperaron sus niveles de macrófagos, los investigadores volvieron a amputar los muñones de las extremidades de los animales, que luego se regeneraron por completo a la velocidad normal. En conjunto, estos hallazgos sugieren que los macrófagos son esenciales para las notables habilidades de curación de heridas de las salamandras.

El estudio de las habilidades regenerativas de las salamandras podría ofrecer información sobre el tratamiento de las lesiones cerebrales y de la médula espinal en humanos, dicen los investigadores. Además, el conocimiento podría conducir a nuevos tratamientos para las enfermedades cardíacas y hepáticas o la recuperación de la cirugía, al prevenir las cicatrices dañinas.

Ya se sabe que los macrófagos desempeñan un papel vital en el desarrollo de órganos y tejidos en embriones de ratón. They produce small signaling molecules that activate other types of cells that promote the growth of new limbs and the healing of wounds.

Many animals may have a capability for tissue regeneration that has been turned off as the result of evolution, but it might be possible to reactivate the process, Godwin said.

The findings were detailed today (May 20) in the journal Proceedings of the National Academy of Sciences.


Let's Reminisce: Persuading the human body to regenerate its limbs

Wouldn&rsquot it be great if the human body could regenerate a missing limb? Michael Levin, a developmental biologist at Tufts University, believes it can be done. He studies how bodies grow, heal, and in some cases regenerate.

He has made a number of important discoveries by working on the planarian, a flatworm about two centimeters long. If you cut off its head, it grows a new one. Simultaneously, its severed head grows a new tail. In fact, researchers have discovered that no matter how many pieces you cut a planarian into&mdashthe record is 279&mdashyou will get that many new worms. Somehow each part knows what&rsquos missing and builds it anew.

The most astonishing part is that Levin hasn&rsquot touched the planarian&rsquos genome. Instead, he&rsquos changed the electrical signals among the worm&rsquos cells. By altering this electric patterning, he revised the organism&rsquos &ldquomemory&rdquo of what it was supposed to look like.

This is where possible applications to humans enter the conversation. Levin&rsquos work is part of a convergence between biology and computer science. In the past 50 years, scientists have come to see the brain as a kind of computer. Levin extends this thinking to the body he believes that mastering the code of electrical charges in its tissues will give scientists unprecedented control over how and where they grow.

Levin says that regeneration is not just for so-called lower animals. Deer can regenerate antlers humans can regrow their liver. Human children below the age of approximately seven to eleven are able to regenerate their fingertips. So why couldn&rsquot human-growth programs be activated for other body parts&mdashsevered limbs, failed organs, even brain tissue damaged by stroke?

Levin&rsquos work involves a conceptual shift. The computers in our heads are often contrasted with the rest of the body most of us don&rsquot think of muscles and bones as making calculations. But how do our wounds &ldquoknow&rdquo how to heal? How do the tissues of our unborn bodies differentiate and take shape without direction from a brain?

When a caterpillar becomes a moth, most of its brain liquefies and is rebuilt&mdashand yet researchers have discovered that memories can be preserved across the metamorphosis. That suggests that limbs and tissues besides the brain might be able, at some primitive level, to remember, think, and act.

Levin&rsquos work has appeared in textbooks and he publishes between thirty and forty papers a year. His collaborators include biologists, computer scientists, and philosophers. He is convincing a growing number of biologists that it is possible to decipher, and even speak, the bioelectric code.

Grasping the bioelectric code, Levin believes, will give us a new way of interacting with our bodies. And he is not alone in thinking that we will someday be able to regrow human limbs.

He and some other developmental biologists disagree only about how long it might take us to get there, and about how, exactly, regrowth would work. Other projects explore growing body parts in labs for transplantation or 3-D-printing them whole or injecting stem cells into residual limbs. The solution may eventually involve a medley of techniques.

Researchers disagree about the role that bioelectricity plays in morphogenesis. The consensus is that there are many things we still need to discover about how the process

obras. Our intuitions tell us that it would be bad to be a machine, or a group of machines, but Levin&rsquos work suggests precisely this reality. In his world, we&rsquore robots all the way down.


Q1. Which type of plant tissues are xylem and phloem?

Respuesta: Xylem and phloem are the conducting tissues of the vascular strands. Their main role is in the transportation of food, minerals, and water. Xylem is the tissue which is responsible for the transport of water in plants while the phloem is responsible for the transfer of food and nutrients in the plant. These tissues are responsible for the conduction of substances in plants from top to bottom and thus helps in transporting materials to and from top and bottom of the plant.

Q2. Which plant tissues are responsible for giving a plant strength and support?

Respuesta: Collenchyma is found in the hypodermis in dicot plants and may be oval, spherical or polygonal in shape. It consists of cells which have deposition of cellulose, hemicellulose, and pectin around the corner and provide mechanical support to the plant, helps in bending and provide tensile strength to stem.
Sclerenchyma is a dead, long, narrow cells with thick and lignified cell walls having a few or numerous pits provide mechanical support and are economically important. These are commonly found in fruit wall of nuts, the husk of the coconut, seed coat of legumes and jute etc.

Q.3 Safranin stains which of the following elements of the tissue?
A. Starch elements
B. Lignified elements
C. Protein elements
D.Hard bast

Respuesta:Safranin stains lignin regardless of whether cellulose is present. It is a basic red stain which is mainly used for differential staining.
Thus, the correct answer is option B.

Q4. Which of the following plant tissues is not a simple permanent tissue ?
A. Xylem
B. Collenchyma
C. Sclerenchyma
D. Parenchyma

Respuesta: On the basis of constituent cells, permanent tissues can be classified into three categories: simple tissue, complex tissue, special tissues.
Simple tissues are homogeneous and composed of only one type of cell. On the basis of the structure of constituent cells, three types of simple tissues are parenchyma, collenchyma, sclerenchyma.
While Xylem is the example of complex tissues.


Ver el vídeo: Plantas Medicinales y Cansancio - #TuFarmacéuticoInforma (Octubre 2022).