Simple Science

Ciência de ponta explicada de forma simples

# Biologia# Biologia Celular

Desafios para conseguir Células-Tronco Pluripotentes Ingênuas

Pesquisadores investigam as limitações do meio RSeT no desenvolvimento de células-tronco.

― 7 min ler


Complexidade da PesquisaComplexidade da Pesquisacom Células-Tronco Naïveverdadeiramente ingênuas.conseguir células-troncoO meio RSeT mostra os desafios para
Índice

Células-Tronco Pluripotentes são tipos especiais de células que podem se desenvolver em quase qualquer outro tipo de célula no corpo. Elas têm um grande potencial para pesquisa e medicina, especialmente para entender como o desenvolvimento humano acontece e criar tratamentos para várias doenças. Tem dois estados principais de pluripotência: ingênuo e preparado. O estado ingênuo é parecido com células encontradas em embriões bem no início, enquanto o estado preparado se parece com células que estão um pouco mais desenvolvidas.

Os Estados Ingênuo e Preparado das Células-Tronco Pluripotentes

O estado ingênuo das células-tronco pluripotentes é considerado a forma mais precoce de pluripotência. Nesse estado, as células são mais adaptáveis e conseguem mudar facilmente para diferentes tipos de células. Já o estado preparado é mais estável, ou seja, as células são menos flexíveis em se transformar em outros tipos. Entender esses dois estados é importante para os cientistas que estudam o desenvolvimento humano e as possibilidades de aplicações clínicas.

Esforços para Estabelecer Pluripotência Ingênua em Humanos

Nos últimos anos, os pesquisadores fizeram esforços significativos para criar células-tronco pluripotentes humanas que estão no estado ingênuo. Isso foi feito pegando células de embriões humanos bem cedo e tentando mantê-las nesse estado usando condições de crescimento específicas. Isso é crucial porque ter acesso a células-tronco pluripotentes ingênuas pode aumentar muito nossa compreensão do desenvolvimento humano cedo e levar a avanços em várias áreas, como descoberta de medicamentos e modelagem de doenças.

Meio RSeT e Seu Papel na Pesquisa de Células-Tronco

Uma das maneiras usadas para promover condições de estado ingênuo em células-tronco embrionárias humanas é um meio de crescimento conhecido como RSeT. O RSeT é uma mistura especialmente formulada que tem como objetivo manter as células em um estado mais próximo da fase ingênua. Pesquisadores usaram esse meio para converter células-tronco humanas preparadas em um estado que é mais semelhante a células-tronco pluripotentes ingênuas. O objetivo é entender melhor como essas células funcionam e como podem ser usadas na pesquisa e no tratamento.

Descobertas Recentes sobre RSeT hESCs

Estudos recentes mostraram que usar o meio RSeT para converter células-tronco embrionárias humanas preparadas (hESCs) não muda efetivamente elas para um estado completamente ingênuo. Em vez disso, as células convertidas parecem existir em um estado único que é diferente tanto de células ingênuas quanto preparadas. Por exemplo, essas RSeT hESCs mostram padrões de crescimento diferentes, respondem de maneira diferente a moléculas de sinalização essenciais e têm perfis de Expressão Gênica únicos.

Características das RSeT hESCs

As RSeT hESCs tendem a crescer devagar e mostram colônias pequenas em forma de domo, parecidas com as vistas em células-tronco ingênuas. No entanto, os pesquisadores descobriram que diferentes linhagens de hESCs respondem de maneira diferente às condições de RSeT. Por exemplo, uma linhagem (H9) foi convertida e mantida mais facilmente do que outra (H1), que teve dificuldade para crescer efetivamente nas condições de RSeT. Isso sugere que as características individuais de cada linhagem de hESCs podem influenciar o sucesso das tentativas de conversão.

Condições de Crescimento e Seu Impacto

Ao examinar o crescimento das RSeT hESCs em diferentes níveis de oxigênio, os pesquisadores notaram que essas células pareciam ter mais facilidade para crescer em níveis normais de oxigênio do que em baixos níveis de oxigênio. Essa observação é significativa porque indica que as RSeT hESCs podem não exigir condições hipóxicas, que são frequentemente necessárias para manter outros tipos de células-tronco ingênuas.

Análise da Expressão Gênica das RSeT hESCs

Para entender melhor a expressão gênica das RSeT hESCs, os cientistas realizaram uma análise abrangente. Eles compararam a expressão gênica das RSeT hESCs com as hESCs ingênuas e preparadas. Os resultados indicaram que as RSeT hESCs exibem semelhanças na expressão gênica com as hESCs preparadas, mas faltam marcadores cruciais típicos das células ingênuas. Essa descoberta levanta questões sobre a identidade e o estágio de desenvolvimento das RSeT hESCs.

Marcadores Gênicos Específicos Analisados

Os pesquisadores olharam especificamente para uma lista de genes que são importantes para definir estados pluripotentes. Eles descobriram que muitos marcadores-chave Ingênuos permaneceram inalterados quando as células foram convertidas em RSeT hESCs, indicando que o processo de conversão não alcançou totalmente um estado ingênuo. Além disso, a expressão gênica associada à pluripotência formativa também não foi significativamente alterada nas RSeT hESCs.

Desafios para Alcançar Pluripotência Ingênua

As descobertas sugerem que converter hESCs preparadas em um estado completamente ingênuo usando o meio RSeT pode ser mais complexo do que se pensava inicialmente. As células RSeT mostraram falta das características típicas das células-tronco ingênuas, tornando difícil para os pesquisadores identificar com precisão o estágio de desenvolvimento específico dessas células. Isso pode ter implicações para o uso delas em pesquisa e aplicações clínicas.

Necessidade de Protocolos Melhorados

Dadas as limitações observadas nas RSeT hESCs, há uma necessidade de melhores protocolos que possam promover de maneira mais eficaz a conversão de hESCs preparadas em um estado ingênuo genuíno. Os métodos atuais mostraram que simplesmente usar o RSeT não é suficiente e que fatores adicionais podem precisar ser considerados para alcançar os resultados desejados.

A Importância das Vias de Sinalização Essenciais

As vias de sinalização essenciais desempenham um papel crucial na regulação do crescimento e manutenção das células-tronco pluripotentes. Nesse contexto, os pesquisadores investigaram como as RSeT hESCs respondem a fatores de crescimento chave, como FGF2 e TGFβ, e como essas respostas diferem entre as linhagens celulares. Entender essas relações de sinalização é vital para criar condições de cultura mais eficazes para células-tronco.

Respostas à Inibição de Sinalização

Ao inibir vias de sinalização específicas, os cientistas puderam observar como essas linhagens de hESCs reagiram e cresceram. Descobriram que a sensibilidade à inibição variava entre as diferentes linhagens de hESCs, destacando as diferenças inerentes em sua biologia. Esse equilíbrio intricado entre as vias de sinalização influencia a capacidade das hESCs de prosperar em várias condições de crescimento.

Implicações para Pesquisa e Terapia com Células-Tronco

A pesquisa contínua sobre células-tronco pluripotentes, especialmente aquelas no estado ingênuo, tem implicações de longo alcance. As informações obtidas dos estudos das RSeT hESCs podem informar abordagens para tratar doenças, melhorar a descoberta de medicamentos e expandir nosso conhecimento sobre o desenvolvimento humano. No entanto, entender as complexidades da pluripotência-especialmente quando se trata das diferenças entre os estados ingênuos e preparados-continua sendo um aspecto desafiador, mas essencial, da pesquisa com células-tronco.

Conclusão

Resumindo, enquanto o meio RSeT mostrou potencial na busca para alcançar a pluripotência ingênua em células-tronco embrionárias humanas, as descobertas indicam que pode não suportar totalmente o processo de conversão. Em vez disso, as RSeT hESCs parecem ocupar um estado único que é distinto tanto das células ingênuas quanto das preparadas. Mais pesquisas são necessárias para refinar protocolos e entender melhor os mecanismos subjacentes que governam a pluripotência. Esse conhecimento, no fim das contas, vai avançar o campo da medicina regenerativa e aumentar as potenciais aplicações das células-tronco no tratamento de doenças humanas.

Fonte original

Título: Resistance to Naive and Formative Pluripotency Conversion in RSeT Human Embryonic Stem Cells

Resumo: One of the most important properties of human embryonic stem cells (hESCs) is related to their primed and naive pluripotent states. Our previous meta-analysis indicates the existence of heterogeneous pluripotent states derived from diverse naive protocols. In this study, we have characterized a commercial medium (RSeT)-based pluripotent state under various growth conditions. Notably, RSeT hESCs can circumvent hypoxic growth conditions as required by naive hESCs, in which some RSeT cells (e.g., H1 cells) exhibit much lower single cell plating efficiency, having altered or much retarded cell growth under both normoxia and hypoxia. Evidently, hPSCs lack many transcriptomic hallmarks of naive and formative pluripotency (a phase between naive and primed states). Integrative transcriptome analysis suggests our primed and RSeT hESCs are close to the early stage of post-implantation embryos, similar to the previously reported primary hESCs and early hESC cultures. Moreover, RSeT hESCs did not express naive surface markers such as CD75, SUSD2, and CD130 at a significant level. Biochemically, RSeT hESCs exhibit a differential dependency of FGF2 and co-independency of both Janus kinase (JAK) and TGF{beta} signaling in a cell-line-specific manner. Thus, RSeT hESCs represent a previously unrecognized pluripotent state downstream of formative pluripotency. Our data suggest that human naive pluripotent potentials may be restricted in RSeT medium. Hence, this study provides new insights into pluripotent state transitions in vitro.

Autores: Kevin G Chen, K. J. Johnson, K. Park, D. Maric, F. Yang, W. F. Liu, Y. C. Fann, B. S. Mallon, P. G. Robey

Última atualização: 2024-04-12 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.16.580778

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.16.580778.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

Obrigado ao biorxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.

Mais de autores

Artigos semelhantes