El papel de Syndecan en la salud de las células madre
Syndecan es vital para el mantenimiento y la función de las células madre en las moscas de la fruta.
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Tabla de contenidos
- Cómo Funcionan las Células Madre
- Usando Drosophila para Estudiar Células Madre
- El Papel del Sindecán en las Células Madre del Intestino
- Efectos de la Depleción de Sindecán en las Células Madre
- Entendiendo la Forma y Comportamiento Celular
- La Relación Entre el Sindecán y la Integridad del ADN
- Investigando más el Papel del Sindecán
- Conclusión
- Fuente original
Las Células madre son tipos especiales de células que pueden crear nuevas células para reparar y crecer tejidos. Están en muchas partes del cuerpo, como en el intestino y el cerebro. Estas células madre pueden cambiar a diferentes tipos de células especializadas cuando se necesita. Para que nuestros cuerpos funcionen bien, las células madre tienen que mantenerse saludables y poder dividirse correctamente. Cuando algo sale mal con estas células, puede llevar a problemas como el cáncer o la pérdida de tejido.
Cómo Funcionan las Células Madre
Varios mecanismos ayudan a que las células madre se mantengan saludables. Un aspecto importante es la protección de su material genético, que es crucial para prevenir mutaciones. Las mutaciones son cambios en el ADN que pueden causar enfermedades. Las células madre también pueden volverse inactivas cuando no necesitan dividirse, y pueden producir nuevas células a través de un tipo especial de división que asegura que mantengan su propia identidad.
En el intestino, las células madre viven en un ambiente particular llamado membrana basal. Este ambiente es crucial porque cambia según lo que el cuerpo necesita e influye en cómo se comportan las células madre. Entender cómo funcionan las células madre en sus entornos naturales es vital, ya que los ambientes cultivados en laboratorio no pueden replicar esto completamente.
Usando Drosophila para Estudiar Células Madre
Para entender mejor las células madre, los investigadores a menudo usan organismos simples como las moscas de la fruta, conocidas como Drosophila. El intestino de la mosca adulta tiene células madre que se pueden estudiar durante mucho tiempo. Esto permite a los científicos ver cómo las células madre se mantienen a sí mismas y la salud general del intestino. El cerebro larval en desarrollo de Drosophila tiene células madre neuronales que se dividen rápidamente, lo que facilita observar cambios y comportamientos en tiempo real.
Las investigaciones han señalado una proteína específica llamada Sindecán (Sdc) en las moscas de la fruta, que juega un papel en el mantenimiento de las células madre del intestino.
El Papel del Sindecán en las Células Madre del Intestino
El Sindecán se encuentra en todo el intestino y es esencial para el mantenimiento de las células madre intestinales. Estas células madre pueden autorenovarse y producir diferentes tipos de células necesarias para la función intestinal. Cuando los investigadores redujeron los niveles de Sindecán en estas células madre, observaron una falta de producción de nuevas células y una pérdida gradual de las células madre mismas.
Querían averiguar qué tipos de células en el intestino necesitaban Sindecán para su supervivencia. Al probar diferentes tipos de células usando herramientas especializadas, se descubrió que reducir el Sindecán en las células madre intestinales llevaba a una disminución en su número. Otros tipos de células en el intestino no se vieron afectados de la misma manera, mostrando que el Sindecán es crucial específicamente para las células madre.
Efectos de la Depleción de Sindecán en las Células Madre
Cuando se redujo el Sindecán, algunas células madre intestinales murieron a través de un proceso llamado apoptosis, que es un método programado de muerte celular. Esto sugiere que el Sindecán ayuda a proteger a estas células madre de morir. Además de la pérdida de células madre, las que quedaban mostraban formas anormales, lo que podría señalar problemas dentro de su estructura.
Se observó que las células madre típicas son triangulares y pequeñas, mientras que las que carecían de Sindecán se volvieron más grandes y tenían formas irregulares. Este cambio en tamaño y forma indica que el Sindecán juega un papel en mantener la forma y función normal de estas células.
Entendiendo la Forma y Comportamiento Celular
La forma de las células madre es importante para su función. Las formas anormales pueden interrumpir su capacidad para dividirse correctamente. Cuando los investigadores observaron de cerca las IsCs con menos Sindecán, notaron que muchas de ellas mostraban cambios dinámicos en forma y comportamiento. Esto llevó a la conclusión de que el Sindecán es clave para mantener la forma y el tamaño adecuados de las células madre.
La Relación Entre el Sindecán y la Integridad del ADN
Otro descubrimiento significativo relacionado con el Sindecán es su impacto en la estructura del núcleo, que es la parte de la célula donde se guarda el ADN. Las células necesitan una forma y estructura adecuadas para llevar a cabo sus funciones y proteger su material genético de daños. Cuando los niveles de Sindecán eran bajos, los Núcleos en las células madre mostraban signos de formas irregulares y daños.
El daño aumentado al ADN en las células madre sin Sindecán indica que juega un papel protector en mantener el material genético intacto. Dado que la salud de las células madre está estrechamente relacionada con la integridad de su ADN, los problemas en esta área pueden llevar a la pérdida de células madre y afectar la salud general del tejido.
Investigando más el Papel del Sindecán
Los investigadores también examinaron si el Sindecán afecta a otros tipos de células madre, como las del linaje germinal femenino y el cerebro en desarrollo. Descubrieron que perder el Sindecán no dañaba a las células madre del linaje germinal, lo que sugiere que su papel puede variar entre diferentes tipos de células madre. Sin embargo, en los Neuroblastos, un tipo de célula madre neuronal en el cerebro larval, perder el Sindecán sí impactó la división celular y la estructura del núcleo durante la división.
Los neuroblastos generalmente pasan por un tipo único de división celular, y cuando se redujo el Sindecán, el proceso se interrumpió. Se observaron anomalías en la forma nuclear, lo que influía en cómo se dividían y crecían las células hijas. Por lo tanto, parece que el Sindecán desempeña diferentes roles en varios tipos de células madre, con su influencia abarcando desde la división celular hasta la integridad celular general.
Conclusión
En resumen, el Sindecán es una proteína importante que afecta significativamente el comportamiento y la estabilidad de las células madre en las moscas de la fruta. Al mantener la forma celular, proteger el ADN y asegurar una división celular normal, el Sindecán apoya la supervivencia de estas células vitales. Esta investigación destaca la complejidad de la regulación de las células madre y sugiere que entender estos mecanismos podría llevar a avances en el tratamiento de enfermedades, incluido el cáncer, donde el comportamiento de las células madre se vuelve problemático.
Estudios futuros podrían desentrañar aún más las acciones precisas del Sindecán en diferentes entornos y otros organismos, lo que podría llevar a nuevas perspectivas terapéuticas.
Título: The transmembrane protein Syndecan regulates stem cell nuclear properties and cell maintenance.
Resumen: Tissue maintenance is underpinned by resident stem cells whose activity is modulated by microenvironmental cues. Using Drosophila as a simple model to identify regulators of stem cell behaviour and survival in vivo, we have identified novel connections between the conserved transmembrane proteoglycan Syndecan, nuclear properties and stem cell function. In the Drosophila midgut, Syndecan depletion in intestinal stem cells results in their loss from the tissue, impairing tissue renewal. At the cellular level, Syndecan depletion alters cell and nuclear shape, and causes nuclear lamina invaginations and DNA damage. In a second tissue, the developing Drosophila brain, live imaging revealed that Syndecan depletion in neural stem cells results in nuclear envelope remodelling defects which arise upon cell division. Our findings reveal a new role for Syndecan in the maintenance of nuclear properties in diverse stem cell types. Graphical Abstract O_FIG O_LINKSMALLFIG WIDTH=200 HEIGHT=198 SRC="FIGDIR/small/580237v1_ufig1.gif" ALT="Figure 1"> View larger version (60K): [email protected]@7c66beorg.highwire.dtl.DTLVardef@13d5dd7org.highwire.dtl.DTLVardef@1dbd0f0_HPS_FORMAT_FIGEXP M_FIG C_FIG
Autores: Golnar Kolahgar, B. L. Eldridge-Thomas, J. G. Bohere, C. Roubinet, A. Barthelemy, T. J. Samuels, F. Karam Teixeira
Última actualización: 2024-02-15 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.15.580237
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.15.580237.full.pdf
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