Caracterización de los mecanismos que regulan la desdiferenciación y la readquisición de la identidad de las células madre.

Las células madre son los componentes básicos durante el desarrollo de organismos tan variados como las plantas y los humanos. Además, las células madre adultas o “tejidas” se encargan del mantenimiento y la regeneración de tejidos, como la sangre y la piel, durante toda la vida de un individuo. La capacidad de las células madre para contribuir a estos procesos depende de su capacidad única para dividirse y generar tanto nuevas células madre (autorrenovación) como tipos de células especializadas (diferenciación). En algunos tejidos, las células que ya han comenzado a especializarse pueden revertirse o “desdiferenciarse” y asumir propiedades de células madre, incluida la capacidad de autorrenovarse. La desdiferenciación de células especializadas podría proporcionar un "depósito" de células que podrían actuar para reemplazar las células madre perdidas debido a heridas o envejecimiento. Esta propuesta busca descubrir los mecanismos que se utilizan para regular el proceso de desdiferenciación y compararlos con los mecanismos que dotan a las células madre de la capacidad de autorrenovarse. Comprender los mecanismos por los cuales las células parcialmente diferenciadas pueden readquirir potencial de autorrenovación y cómo se utilizan estos programas durante el curso normal del mantenimiento y reparación de los tejidos podría proporcionar estrategias poderosas para la medicina regenerativa al estimular los programas de autorreparación inherentes normalmente presentes en los tejidos y órganos. En el período de financiación más reciente, nos hemos centrado principalmente en comprender el papel de una proteína candidata, la proteína de unión al ARNm de Igf-II humana (hIMP1), que probablemente desempeña un papel en la mejora de la desdiferenciación de las células comprometidas hacia un tallo pluripotente. Estado celular en sistemas de mamíferos. Los datos publicados indican que hIMP1 se expresa altamente en la mayoría de los tejidos durante el desarrollo y que, según se informa, IMP1 está regulado a la baja en todos los tejidos, excepto las gónadas, después del nacimiento. Por el contrario, nuestros datos preliminares sugieren que IMP1 se expresa altamente en células madre pluripotentes humanas, así como en algunas células madre y progenitoras de tejidos adultos. Nuestro objetivo durante el próximo año será abordar el papel de hIMP1 en la regulación de la proliferación y diferenciación de células madre humanas.

Las células madre son los componentes básicos durante el desarrollo de organismos tan variados como las plantas y los humanos. Además, las células madre adultas o “tejidas” se encargan del mantenimiento y la regeneración de tejidos, como la sangre y la piel, durante toda la vida de un individuo. La capacidad de las células madre para contribuir a estos procesos depende de su capacidad única para dividirse y generar tanto nuevas células madre (autorrenovación) como tipos de células especializadas (diferenciación). Una comprensión profunda de los factores que regulan los programas de autorrenovación será esencial para la expansión y el mantenimiento a largo plazo de células madre adultas en cultivo, un paso necesario hacia el uso exitoso de células madre en medicina regenerativa y terapias de reemplazo de tejidos. En algunos tejidos, las células que ya han comenzado a especializarse pueden revertirse o “desdiferenciarse” y asumir propiedades de células madre, incluida la capacidad de autorrenovarse. La desdiferenciación de células especializadas podría proporcionar un "depósito" de células que podrían actuar para reemplazar las células madre perdidas debido a heridas o envejecimiento. Esta propuesta busca descubrir los mecanismos que se utilizan para regular el proceso de desdiferenciación y compararlos con los mecanismos que dotan a las células madre de la capacidad de autorrenovarse utilizando la mosca de la fruta Drosophila melanogaster y células humanas pluripotentes. Comprender los mecanismos mediante los cuales las células parcialmente diferenciadas pueden volver a adquirir potencial de autorrenovación y cómo se utilizan estos programas durante el curso normal del mantenimiento y la reparación de los tejidos podría proporcionar estrategias poderosas para la medicina regenerativa al estimular los programas de autorreparación inherentes normalmente presentes dentro de los tejidos y órganos. En el período de financiación más reciente, hemos caracterizado el papel de un gen llamado peines sexuales múltiples (msx), que desempeña un papel en la regulación del cambio entre proliferación y diferenciación a través del control de proteínas que son esenciales para la adecuada compactación del ADN y, en consecuencia, genética. expresión. Debido a que la función de este gen se conserva en las células humanas, especulamos que comprender la función de este gen proporcionará información sobre mecanismos adicionales que regulan el comportamiento de las células madre humanas. Además, hemos caracterizado el papel de la proteína 1 de unión al ARNm de Igf-II humana (hIMP1) en células humanas pluripotentes y durante la diferenciación neural temprana. Por último, hemos desarrollado un sistema para investigar el mantenimiento y la regeneración de microambientes de células madre especializadas en la línea germinal masculina de Drosophila. La regeneración de los entornos de las células madre (también conocidos como "nichos") debe acompañar a la expansión de las células madre necesarias para la reparación de tejidos. Así, la investigación de este proceso conducirá a la identificación de genes y vías que regulan la regeneración de células madre en tejidos de mamíferos más complejos.

Las células madre son los componentes básicos durante el desarrollo de organismos tan variados como las plantas y los humanos. Además, las células madre adultas o “tejidas” se encargan del mantenimiento y la regeneración de tejidos, como la sangre y la piel, durante toda la vida de un individuo. La capacidad de las células madre para contribuir a estos procesos depende de su capacidad única para dividirse y generar tanto nuevas células madre (autorrenovación) como tipos de células especializadas (diferenciación). Una comprensión profunda de los factores que regulan los programas de autorrenovación será esencial para la expansión y el mantenimiento a largo plazo de células madre adultas en cultivo, un paso necesario hacia el uso exitoso de células madre en medicina regenerativa y terapias de reemplazo de tejidos. Esta propuesta busca descubrir los mecanismos que dotan a las células madre de la capacidad de autorrenovarse utilizando la mosca de la fruta Drosophila melanogaster así como células humanas pluripotentes. En el período de financiación más reciente, hemos caracterizado el papel de un gen llamado peines sexuales múltiples (mxc), que desempeña un papel en la regulación del cambio entre proliferación y diferenciación mediante el control de proteínas que son esenciales para la adecuada compactación del ADN y, en consecuencia, la expresion genica; estos genes se llaman histonas. Sin embargo, hemos llegado al sorprendente hallazgo de que la proteína codificada por mxc puede regular la expresión de genes, además de las histonas. Hemos demostrado que este gen es necesario para el mantenimiento de tres poblaciones diferentes de células madre en moscas; sin embargo, el mecanismo por el cual Mxc regula el mantenimiento de las células madre varía para cada población de células madre. Debido a que la función de este gen se conserva en las células humanas, especulamos que comprender la función de este gen proporcionará información sobre mecanismos adicionales que regulan el comportamiento de las células madre humanas. Además, hemos caracterizado el papel de la proteína 1 de unión al ARNm de Igf-II humana (hIMP1) en células humanas pluripotentes y hemos descubierto que regula la expresión de proteínas clave que mantienen el estado pluripotente y, por tanto, regula la capacidad de estas células para dan origen a tejidos específicos durante el desarrollo. Por último, hemos desarrollado un sistema para investigar el mantenimiento y la regeneración de microambientes de células madre especializadas en la línea germinal masculina de Drosophila. La regeneración de los entornos de las células madre (también conocidos como "nichos") debe acompañar a la expansión de las células madre necesarias para la reparación de tejidos. Así, la investigación de este proceso conducirá a la identificación de genes y vías que regulan la regeneración de células madre en tejidos de mamíferos más complejos.