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Sinais-Chave na Comunicação das Células do Fígado

Estudo revela sinais importantes para a saúde das células do fígado.

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Em vertebrados, os órgãos são feitos de vários tipos de células que têm tarefas específicas. Essas tarefas são cruciais para a saúde do órgão. Por exemplo, algumas células fornecem oxigênio e nutrientes, enquanto outras, como as células imunes, ajudam a proteger contra infecções limpando a bagunça. Normalmente, esses diferentes tipos de células vêm de suas próprias origens e se transformam em células especializadas à medida que se desenvolvem. No entanto, como essas células se comunicam entre si dentro do mesmo órgão não é muito bem compreendido.

O Fígado e Seus Tipos de Células

O fígado tem quatro tipos principais de células: hepatócitos, Células de Kupffer, Células Endoteliais e Células Estelares Hepáticas. A forma como essas células interagem é muito importante para manter o fígado funcionando direitinho. Certos sinais das células endoteliais controlam como os hepatócitos funcionam e como o ferro é gerenciado no fígado. Se esses sinais se perdem, pode rolar problemas no fígado.

Avanços recentes na tecnologia permitiram que os cientistas aprendessem mais sobre os tipos de células do fígado e como elas podem se comunicar. No entanto, ainda não está claro o que acontece quando certos sinais entre essas células se perdem.

Importância das Células Estelares Hepáticas

As células estelares hepáticas estão localizadas em uma área especial do fígado e interagem diretamente com hepatócitos, células endoteliais e células de Kupffer. Essas células são conhecidas pelo seu papel na cicatrização do fígado, já que a ativação delas é um passo chave em doenças hepáticas crônicas. Apesar disso, suas funções normais em um fígado saudável não são totalmente compreendidas.

Um receptor chamado ALK1, que é importante para certos sinais, foi ligado a uma condição genética que causa problemas nos vasos sanguíneos, inclusive no fígado. Pesquisas indicam que sem ALK1, as células de Kupffer têm dificuldade em sobreviver e fazer o trabalho delas direito.

Estudos recentes mostraram que os sinais dos hepatócitos e das células estelares hepáticas são cruciais para manter as células de Kupffer e endoteliais saudáveis. Se esses sinais forem interrompidos, pode causar problemas significativos na função do fígado.

Descobertas da Pesquisa

Para estudar como esses sinais funcionam, os cientistas criaram camundongos especiais que não têm dois sinais chave em várias células do fígado. Os resultados mostraram que as células estelares hepáticas são a principal fonte desses sinais importantes no fígado. Quando esses sinais foram removidos, as células de Kupffer e endoteliais começaram a perder sua identidade e, por sua vez, afetaram a função geral do fígado.

Compreendendo a Fonte dos Sinais das Células

Quando os pesquisadores deletaram os sinais especificamente das células estelares hepáticas, eles observaram uma perda de identidade nas células de Kupffer e nas células endoteliais. Esse processo também teve efeitos indiretos sobre os hepatócitos, levando a uma disfunção hepática.

Para identificar quais células do fígado produzem esses sinais importantes, os cientistas usaram diferentes técnicas genéticas. Eles descobriram que as células estelares hepáticas eram a fonte primária. Outros tipos de células hepáticas não reduziram significativamente a produção de sinais quando essas duas vias de sinalização foram removidas.

Impacto nas Células do Fígado

A pesquisa mostrou que o comportamento anormal das células de Kupffer e endoteliais teve um efeito cascata, afetando todo o ambiente do fígado. Essa interrupção resultou, em última análise, em disfunção hepática.

Além disso, a perda desses sinais impediu a diferenciação normal de certos tipos de macrófagos no fígado. Isso significa que, em vez de se desenvolverem corretamente, esses macrófagos permaneceram em um estado semelhante a macrófagos derivados do sangue.

Mudanças nas Células Endoteliais

As células endoteliais dos camundongos experimentais mostraram mudanças significativas em suas expressões gênicas, indicando uma mudança em sua identidade. Essas células começaram a expressar genes normalmente associados a outros tipos de vasos sanguíneos, em vez de manter suas características únicas do fígado.

Isso indica que as células endoteliais perderam suas funções especializadas e começaram a assumir papéis típicos de outros vasos sanguíneos, o que não é bom para a saúde do fígado.

Defeitos na Função Hepática

A pesquisa também deu uma visão de como a perda de sinais chave afeta funções do fígado, como zonagem metabólica e Metabolismo do Ferro. Genes específicos que controlam esses processos foram encontrados com baixa expressão nos camundongos experimentais.

Em fígados saudáveis, certas proteínas responsáveis por essas funções cruciais são expressas adequadamente. No entanto, sem os sinais das células estelares hepáticas, esses processos foram interrompidos, o que pode levar a condições como sobrecarga de ferro no fígado.

Evidência de Danos no Fígado

Através de vários testes, foi determinado que os camundongos com sinais removidos apresentaram sinais de danos no fígado, incluindo cicatrização. Níveis aumentados de colágeno foram observados, que é um indicador comum de fibrose. Além disso, certos genes ligados à cicatrização do fígado também estavam sobre-expressos.

Principais Conclusões do Estudo

Este estudo destaca a importância da comunicação entre diferentes tipos de células no fígado. Mostra que as células estelares hepáticas desempenham um papel central na manutenção das funções e identidades das células de Kupffer e endoteliais.

Quando esses sinais são interrompidos, a saúde de todo o fígado pode ser negativamente impactada, levando à disfunção e a potenciais doenças.

As descobertas ressaltam a complexidade das interações entre as células do fígado e quão crucial é a sinalização adequada para manter a saúde do órgão.

Conclusão

A pesquisa ilumina como os sinais das células estelares hepáticas são vitais para a saúde de várias células do fígado. A perda desses sinais pode interromper a comunicação e as funções dessas células, levando a problemas significativos no fígado.

Entender esses processos é essencial para desenvolver futuros tratamentos e terapias para doenças hepáticas. Mais estudos são necessários para explorar os mecanismos por trás dessas interações e suas implicações na saúde e doença do fígado.

Fonte original

Título: BMP9 and BMP10 coordinate liver cellular crosstalk to maintain liver health

Resumo: The liver is the largest solid organ in the body and is primarily composed of HCs, ECs, KCs, and HSCs, which spatially interact and cooperate with each other to maintain liver homeostasis. However, the complexity and molecular mechanisms underlying the crosstalk between these different cell types remain to be revealed. Here, we generated mice with conditional deletion of Bmp9/10 in different liver cell types and demonstrated that HSCs were the major source of BMP9 and BMP10 in the liver. Using transgenic ALK1 (receptor for BMP9/10) reporter mice, we found that ALK1 is expressed on KCs and ECs other than HCs and HSCs. KCs from Bmp9/10HSC-KO (conditional deletion of Bmp9/10 from HSCs) mice lost their signature gene expression, such as ID1/3, CLEC4F, VSIG4 and CLEC2, and were replaced by monocyte-derived macrophages. ECs from Bmp9/10HSC-KO mice also lost their identity and were transdifferentiated into continuous ECs, ultimately leading to collagen IV deposition and liver fibrosis. Hepatic ECs express several angiocrine factors, such as BMP2, BMP6, Wnt2 and Rspo3, to regulate liver iron metabolism and metabolic zonation. We found that these angiocrine factors were significantly decreased in ECs from Bmp9/10HSC-KO mice, which further resulted in liver iron overload and disruption of HC zonation. In summary, we demonstrated that HSCs play a central role in mediating liver cell-cell crosstalk via the production of BMP9/10 to maintain liver health.

Autores: Li Tang, D. Zhao, Z. Huang, X. Li, H. Wang, Q. Hou, Y. Wang, F. Yan, W. Yang, D. Liu, S. Yi, C. Han, Y. Hao

Última atualização: 2024-02-09 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.08.579542

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.08.579542.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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

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