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Cosa si intende per cellula pro-acinare?

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Cosa si intende per "cellula pro-acinar" nella frase seguente? progenitori/precursori?

Un declino transitorio nell'espressione di Neurog3 da E11 a E12 coincide con il picco di segregazione degli MPC in progenitori prossimali, Ptf1aNkx6-1+ bipotenti (BP) e distali, Ptf1a+Nkx6-1 cellule pro-acinari (PAC).

Grazie


'Pro-' è una preposizione latina generale e prefisso inglese con molti significati, ma spesso in biologia, come in questo caso, significa "prima". Una cellula proacinare non lo è ancora una cellula acinare (una cellula dell'acino) ma lo sarà. Un uso correlato si verifica con peptidi come la proinsulina.

In latino "acinus" significa grappolo d'uva. È possibile trovare "acini" in molti luoghi, in particolare nelle ghiandole esocrine, ma in questo caso si parla di pancreas. Con l'aiuto della signora Elbakyan, raccontano una storia piuttosto bella, ma la risposta a questa domanda è principalmente nella prima frase dell'abstract: le cellule staminali (cellule progenitrici pancreatiche multipotenti) possono diventare cellule pro-acinari (che diventano secretorie tessuto degli acini, producendo gli enzimi digestivi pancreatici), oppure sono riservati come progenitori bipotenti che creano i dotti e le isole di Langerhans.


Escrezione

I nostri redattori esamineranno ciò che hai inviato e determineranno se rivedere l'articolo.

Escrezione, il processo mediante il quale gli animali si liberano dei prodotti di scarto e dei sottoprodotti azotati del metabolismo. Attraverso l'escrezione gli organismi controllano la pressione osmotica, l'equilibrio tra ioni inorganici e acqua, e mantengono l'equilibrio acido-base. Il processo promuove quindi l'omeostasi, la costanza dell'ambiente interno dell'organismo.

Ogni organismo, dal più piccolo protista al più grande mammifero, deve liberarsi dei sottoprodotti potenzialmente dannosi delle proprie attività vitali. Questo processo negli esseri viventi è chiamato eliminazione, che può essere considerato comprendere tutti i vari meccanismi e processi mediante i quali le forme di vita eliminano o eliminano i prodotti di scarto, le sostanze tossiche e le parti morte dell'organismo. La natura del processo e delle strutture specializzate sviluppate per lo smaltimento dei rifiuti varia notevolmente con le dimensioni e la complessità dell'organismo.

Quattro termini sono comunemente associati ai processi di smaltimento dei rifiuti e sono spesso usati in modo intercambiabile, anche se non sempre correttamente: escrezione, secrezione, egestione ed eliminazione.

L'escrezione è un termine generale che si riferisce alla separazione e allo smaltimento di materiali di scarto o sostanze tossiche dalle cellule e dai tessuti di una pianta o di un animale.

La separazione, l'elaborazione e l'eliminazione di determinati prodotti derivanti dalle funzioni cellulari negli organismi pluricellulari è chiamata secrezione. Sebbene queste sostanze possano essere un prodotto di scarto della cellula che le produce, sono spesso utili ad altre cellule dell'organismo. Esempi di secrezioni sono gli enzimi digestivi prodotti dalle cellule del tessuto intestinale e pancreatico di animali vertebrati, gli ormoni sintetizzati da cellule ghiandolari specializzate di piante e animali e il sudore secreto dalle cellule ghiandolari della pelle di alcuni mammiferi. La secrezione implica che i composti chimici secreti siano stati sintetizzati da cellule specializzate e che abbiano un valore funzionale per l'organismo. Lo smaltimento dei rifiuti comuni non deve quindi essere considerato di natura secretiva.

L'egestione è l'atto di espellere materiale inutilizzabile o non digerito da una cellula, come nel caso di organismi unicellulari, o dal tratto digestivo di animali multicellulari.

Come sopra definito, l'eliminazione definisce in senso lato i meccanismi di smaltimento dei rifiuti da parte dei sistemi viventi a tutti i livelli di complessità. Il termine può essere usato in modo intercambiabile con escrezione.


Cosa si intende per cellula pro-acinare? - Biologia

A differenza delle cellule NK del sistema immunitario innato, le cellule B (linfociti B) sono un tipo di globuli bianchi che danno origine agli anticorpi, mentre le cellule T (linfociti T) sono un tipo di globuli bianchi che svolge un ruolo importante nel sistema immunitario risposta. Le cellule T sono una componente chiave nella risposta cellulo-mediata, la risposta immunitaria specifica che utilizza le cellule T per neutralizzare le cellule che sono state infettate da virus e alcuni batteri. Esistono tre tipi di cellule T: cellule T citotossiche, helper e soppressorie. Le cellule T citotossiche distruggono le cellule infettate da virus nella risposta immunitaria cellulo-mediata e le cellule T helper svolgono un ruolo nell'attivazione sia dell'anticorpo che delle risposte immunitarie cellulo-mediate. I linfociti T soppressori disattivano i linfociti T ei linfociti B quando necessario, impedendo così che la risposta immunitaria diventi troppo intensa.

Un antigene è una macromolecola estranea o “non-sé” che reagisce con le cellule del sistema immunitario. Non tutti gli antigeni provocheranno una risposta. Ad esempio, gli individui producono innumerevoli antigeni "auto" e sono costantemente esposti ad antigeni estranei innocui, come proteine ​​alimentari, polline o componenti della polvere. La soppressione delle risposte immunitarie alle macromolecole innocue è altamente regolata e tipicamente previene i processi che potrebbero essere dannosi per l'ospite, noti come tolleranza.

Il sistema immunitario innato contiene cellule che rilevano antigeni potenzialmente dannosi e quindi informano la risposta immunitaria adattativa sulla presenza di questi antigeni. Un cellula presentante l'antigene (APC) è una cellula immunitaria che rileva, fagocita e informa la risposta immunitaria adattativa su un'infezione. Quando viene rilevato un agente patogeno, queste APC fagocitano il patogeno e lo digeriscono per formare molti frammenti diversi dell'antigene. I frammenti di antigene verranno quindi trasportati sulla superficie dell'APC, dove fungeranno da indicatore per altre cellule immunitarie. Cellule dendritiche sono cellule immunitarie che elaborano il materiale antigenico che sono presenti nella pelle (cellule di Langerhans) e nel rivestimento del naso, dei polmoni, dello stomaco e dell'intestino. A volte una cellula dendritica si presenta sulla superficie di altre cellule per indurre una risposta immunitaria, funzionando così come cellula presentante l'antigene. I macrofagi funzionano anche come APC. Prima dell'attivazione e della differenziazione, le cellule B possono anche funzionare come APC.

Dopo la fagocitosi da parte delle APC, la vescicola fagocitaria si fonde con un lisosoma intracellulare formando il fagolisosoma. All'interno del fagolisosoma, i componenti vengono scomposti in frammenti, i frammenti vengono quindi caricati su molecole MHC di classe I o MHC di classe II e trasportati sulla superficie cellulare per la presentazione dell'antigene, come illustrato nella Figura 1. Si noti che i linfociti T non possono rispondere adeguatamente a l'antigene a meno che non sia processato e incorporato in una molecola MHC II. Gli APC esprimono MHC sulle loro superfici e, quando combinati con un antigene estraneo, questi complessi segnalano un invasore "non sé". Una volta che il frammento di antigene è incorporato nella molecola MHC II, la cellula immunitaria può rispondere. Le cellule T helper sono uno dei principali linfociti che rispondono alle cellule presentanti l'antigene. Ricordiamo che tutte le altre cellule nucleate del corpo esprimono molecole MHC I, che segnalano "sano" o "normale".

Figura 1. Un APC, come un macrofago, fagocita e digerisce un batterio estraneo. Un antigene del batterio viene presentato sulla superficie cellulare insieme a una molecola MHC II I linfociti della risposta immunitaria adattativa interagiscono con le molecole MHC II incorporate nell'antigene per maturare in cellule immunitarie funzionali.


Come vengono raccolte le cellule staminali embrionali?

Mentre una volta si temeva che le cellule staminali embrionali venissero raccolte senza il consenso di donne inconsapevoli, la stragrande maggioranza è ora raccolta eticamente e in vitro cliniche di fecondazione. In queste cliniche, per ottenere una gravidanza di successo, molti ovuli devono essere fecondati. Solo uno viene impiantato e, con il consenso della donna, il resto può essere utilizzato per raccogliere cellule staminali embrionali. Per fare questo, gli scienziati estraggono alcune cellule staminali embrionali da un embrione quando è solo una piccola palla di cellule. Questo può essere visto nell'immagine qui sotto.

Una cellula staminale embrionale raccolta viene posta in una capsula di Petri con sostanze nutritive e viene lasciata dividere. Senza alcun segnale dall'embrione, le cellule rimangono pluripotenti. Continuano a dividersi, riempiono un piatto e vengono trasferiti in molti altri piatti e continuano a crescere. Dopo 6 mesi di questo, sono considerati una linea di cellule staminali embrionali pluripotenti di successo. Possono quindi essere utilizzati per studiare le malattie, essere utilizzati nei trattamenti o essere manipolati geneticamente per fornire modelli su come funzionano le cellule.

Per verificare che queste cellule siano effettivamente cellule staminali pluripotenti, vengono iniettate in topi con sistema immunitario depresso. I topi devono avere un sistema immunitario depresso, altrimenti i loro corpi rifiuterebbero naturalmente il tessuto umano. Una volta impiantate nel topo, le cellule pluripotenti di successo formeranno un piccolo tumore chiamato a teratoma. Questo piccolo tumore ha diversi tipi di tessuto e dimostra che la linea cellulare è ancora pluripotente e può differenziarsi in diversi tipi di cellule.


Parti di una cellula vegetale

La cellula vegetale ha molte caratteristiche diverse che le consentono di svolgere le sue funzioni. Ognuna di queste strutture, chiamate organelli, svolge un ruolo specializzato.

Le cellule animali e vegetali condividono molti organelli comuni, di cui puoi scoprire di più visitando l'articolo “Animal Cell”. Tuttavia, ci sono alcune strutture specializzate nelle cellule vegetali, inclusi i cloroplasti, un grande vacuolo e la parete cellulare.

Cloroplasti

I cloroplasti sono organelli specializzati che si trovano solo nelle piante e in alcuni tipi di alghe. Questi organelli svolgono il processo di fotosintesi, che trasforma l'acqua, l'anidride carbonica e l'energia luminosa in sostanze nutritive da cui la pianta può ottenere energia. Ci possono essere più di cento cloroplasti in alcune cellule vegetali.

I cloroplasti sono organelli a forma di disco circondati da una doppia membrana. La membrana esterna forma la superficie esterna del cloroplasto ed è relativamente permeabile alle piccole molecole, consentendo l'ingresso di sostanze nell'organello. La membrana interna si trova appena sotto la membrana esterna ed è meno permeabile alle sostanze esterne.

Tra la membrana esterna e quella interna c'è un sottile spazio intermembrana largo circa 10-20 nanometri. Il centro del cloroplasto che è racchiuso dalla doppia membrana è una matrice fluida chiamata stroma (si può pensare a questo come al citoplasma del cloroplasto).

All'interno dello stroma, ci sono molte strutture chiamate tilacoidi, che sembrano dischi appiattiti. I tilacoidi sono impilati uno sopra l'altro in piante vascolari in pile chiamate grand. I tilacoidi hanno un'alta concentrazione di clorofilla e carotenoidi, che sono pigmenti che catturano l'energia luminosa del sole. La molecola clorofilla è anche ciò che conferisce alle piante il loro colore verde.

Vacuoli

Le cellule vegetali sono uniche in quanto hanno un grande vacuolo centrale. Un vacuolo è una piccola sfera della membrana plasmatica all'interno della cellula che può contenere fluido, ioni e altre molecole. I vacuoli sono essenzialmente solo grandi vescicole. Possono essere trovati nelle cellule di molti organismi diversi. Tuttavia, le cellule vegetali hanno tipicamente un grande vacuolo che può occupare dal 30% al 90% del volume totale delle cellule.

Il vacuolo centrale di una cellula vegetale aiuta a mantenere la sua pressione di turgore, che è la pressione del contenuto della cellula che spinge contro la parete cellulare. Una pianta prospera meglio quando le sue cellule hanno un alto turgore, e questo si verifica quando il vacuolo centrale è pieno d'acqua. Se la pressione del turgore nelle piante diminuisce, le piante iniziano ad appassire. Le cellule vegetali si comportano meglio nelle soluzioni ipotoniche, dove c'è più acqua nell'ambiente che nella cellula. In queste condizioni, l'acqua si precipita nella cellula per osmosi e il turgore è elevato.

Le cellule animali, al contrario, possono lisarsi se troppa acqua entra, se la cavano meglio in soluzioni isotoniche, dove la concentrazione di soluti nella cellula e nell'ambiente è uguale, e il movimento netto di acqua dentro e fuori la cellula è il stesso.

Molte cellule animali hanno anche vacuoli, ma questi sono molto più piccoli e tendono a svolgere una funzione meno cruciale.

Parete cellulare

La parete cellulare è uno strato resistente che si trova all'esterno della cellula vegetale che le conferisce forza e mantiene anche un alto turgore. Nelle piante, la parete cellulare contiene principalmente cellulosa, insieme ad altre molecole come emicellulosa, pectina e lignine. La composizione della parete cellulare della pianta la differenzia dalle pareti cellulari di altri organismi.

Ad esempio, le pareti cellulari dei funghi contengono chitina e le pareti cellulari dei batteri contengono peptidoglicano. Queste sostanze non si trovano nelle piante. È importante sottolineare che la principale differenza tra cellule vegetali e animali è che le cellule vegetali hanno una parete cellulare, mentre le cellule animali no.

Le cellule vegetali hanno una parete cellulare primaria, che è uno strato flessibile formato all'esterno di una cellula vegetale in crescita. Le piante possono anche avere una parete cellulare secondaria, uno strato duro e spesso formato all'interno della parete cellulare primaria della pianta quando la cellula è matura.

Altri organelli

Le cellule vegetali hanno molti altri organelli che sono essenzialmente gli stessi di altri tipi di cellule eucariotiche, come le cellule animali.

  • Il nucleo contiene acido desossiribonucleico (DNA), il materiale genetico della cellula. Il DNA contiene istruzioni per produrre proteine, che controllano tutte le attività del corpo. Il nucleo regola anche la crescita e la divisione della cellula.
  • Le proteine ​​sono sintetizzate nei ribosomi, modificate nel reticolo endoplasmatico e piegate, selezionate e confezionate in vescicole nell'apparato di Golgi.
  • I mitocondri si trovano anche nelle cellule vegetali. Producono ATP attraverso la respirazione cellulare. La fotosintesi nei cloroplasti fornisce i nutrienti che i mitocondri scompongono per l'uso nella respirazione cellulare. È interessante notare che si pensa che sia i cloroplasti che i mitocondri si siano formati da batteri inghiottiti da altre cellule in una relazione endosimbiotica (mutualmente benefica), e lo hanno fatto indipendentemente l'uno dall'altro.
  • Il liquido all'interno delle cellule è il citosol. È fatto principalmente di acqua e contiene anche ioni, proteine ​​e piccole molecole. Il citosol e tutti gli organelli al suo interno, ad eccezione del nucleo, sono chiamati citoplasma.
  • Il citoscheletro è una rete di filamenti e tubuli che si trova in tutto il citoplasma della cellula. Ha molte funzioni: dà forma alla cellula, fornisce forza, stabilizza i tessuti, ancora gli organelli all'interno della cellula e ha un ruolo nella segnalazione cellulare. La membrana cellulare, un doppio strato fosfolipidico, circonda l'intera cellula.

Cause

Esistono molteplici fattori che possono rendere precancerose le cellule e questi variano a seconda del particolare tipo di cellule coinvolte. In passato, i ricercatori ritenevano che il danno fosse causato quando una cellula veniva trasformata in uno stato precanceroso da agenti cancerogeni nell'ambiente.

Ora stiamo imparando (in un campo chiamato epigenetica) che le nostre cellule sono più resistenti di così e che i fattori nel nostro ambiente (siano essi cancerogeni, ormoni o forse anche stress) lavorano insieme per determinare in quale direzione possono andare i cambiamenti anormali in una cellula. ?

Un modo semplicistico di comprendere le cause è quello di esaminare le influenze nell'ambiente che potrebbero danneggiare le cellule sane, portando a cambiamenti nel DNA della cellula, che possono successivamente portare a una crescita e uno sviluppo anormali.

Infezione

Le infezioni da virus, batteri e parassiti sono responsabili del 15%-20% dei tumori in tutto il mondo (questa cifra è inferiore negli Stati Uniti e in altri paesi sviluppati). ?

L'infezione da papillomavirus umano (HPV) può causare infiammazione, portando a cellule precancerose nella cervice. L'HPV è anche un'importante causa di displasia che precede molti tumori della testa e del collo, come il cancro della lingua e il cancro della gola.

La maggior parte delle infezioni da HPV si risolve prima che si verifichino alterazioni cellulari anomale. Se si sviluppa la displasia, può risolversi da sola o con il trattamento, o progredire fino al cancro cervicale senza trattamento. ?

L'infezione e la successiva infiammazione con il batterio Helicobacter pylori (H. pylori) possono provocare gastrite atrofica cronica, un cambiamento infiammatorio precanceroso nel rivestimento dello stomaco che può portare al cancro dello stomaco. ?

Infiammazione cronica

L'infiammazione cronica nei tessuti può portare a cambiamenti precancerosi che possono a loro volta evolvere in cancro. Un esempio è nelle persone che hanno la malattia da reflusso gastroesofageo (GERD) per un periodo di tempo prolungato. L'infiammazione cronica dell'esofago da parte degli acidi dello stomaco può provocare una condizione nota come esofago di Barrett.

Tra le persone con esofago di Barrett, circa lo 0,5% all'anno svilupperà il cancro esofageo. Un'importante area di ricerca è determinare se rimuovere o meno le aree di displasia di alto grado ridurrà il rischio di sviluppare il cancro esofageo. ?

Un altro esempio è l'infiammazione del colon nelle persone con malattia infiammatoria intestinale (IBD). L'IBD può portare a polipi con displasia del colon, che a sua volta può portare al cancro del colon. ?

Irritazione cronica

L'irritazione cronica delle vie aeree dovuta al fumo di tabacco, all'inquinamento atmosferico e ad alcune sostanze chimiche industriali può provocare displasia bronchiale (displasia dei bronchi). Se questo viene rilevato precocemente, ad esempio durante una broncoscopia e una biopsia, le cellule precancerose possono talvolta essere trattate con la criochirurgia prima che abbiano l'opportunità di progredire verso il cancro ai polmoni.


Esistono due tipi di cellule: procariote ed eucariote.

I procarioti sono stati i primi a svilupparsi e non hanno un nucleo autonomo. I loro meccanismi sono più semplici degli eucarioti evoluti, che contengono un nucleo che avvolge il DNA della cellula e alcuni organelli. [3]

Procarioti Modifica

I procarioti hanno il DNA situato in un'area chiamata nucleoide, che non è separata dalle altre parti della cellula da una membrana. Ci sono due domini di procarioti: batteri e archaea. I procarioti hanno meno organelli degli eucarioti. Entrambi hanno membrane plasmatiche e ribosomi (strutture che sintetizzano proteine ​​[ chiarimenti necessari ] e fluttuano liberi nel citoplasma). Due caratteristiche uniche dei procarioti sono le fimbrie (proiezioni simili a dita sulla superficie di una cellula) e i flagelli (strutture filiformi che aiutano il movimento). [2]

Eucarioti Modifica

Gli eucarioti hanno un nucleo in cui è contenuto il DNA. Di solito sono più grandi dei procarioti e contengono molti più organelli. Il nucleo, la caratteristica di un eucariote che lo distingue da un procariota, contiene un involucro nucleare, nucleolo e cromatina. Nel citoplasma, il reticolo endoplasmatico (ER) sintetizza [ chiarimenti necessari ] membrane e svolge altre attività metaboliche. Esistono due tipi, ER ruvido (contenente ribosomi) e ER liscio (senza ribosomi). L'apparato del Golgi è costituito da più sacche membranose, responsabili della produzione e della spedizione di materiali come le proteine. I lisosomi sono strutture che utilizzano enzimi per scomporre le sostanze attraverso la fagocitosi, un processo che comprende endocitosi ed esocitosi. Nei mitocondri si verificano processi metabolici come la respirazione cellulare. Il citoscheletro è costituito da fibre che supportano la struttura della cellula e aiutano la cellula a muoversi. [2]

Esistono diversi modi attraverso i quali le cellule possono trasportare sostanze attraverso la membrana cellulare. I due percorsi principali sono il trasporto passivo e il trasporto attivo. Il trasporto passivo è più diretto e non richiede l'utilizzo dell'energia della cellula. Si basa su un'area che mantiene un gradiente di concentrazione da alto a basso. Il trasporto attivo utilizza l'adenosina trifosfato (ATP) per trasportare una sostanza che si muove contro il suo gradiente di concentrazione. [4] [ pagina necessaria ]

Movimento delle proteine ​​Modifica

Il percorso per il movimento delle proteine ​​nelle cellule inizia al pronto soccorso. Si sintetizzano lipidi e proteine ​​[ chiarimenti necessari ] nel pronto soccorso e vengono aggiunti carboidrati per produrre glicoproteine. Le glicoproteine ​​subiscono un'ulteriore sintesi [ chiarimenti necessari ] nell'apparato del Golgi, diventando glicolipidi. Sia le glicoproteine ​​che i glicolipidi vengono trasportati in vescicole alla membrana plasmatica. La cellula rilascia proteine ​​secretorie note come esocitosi. [2]

Trasporto di ioni Modifica

Gli ioni viaggiano attraverso le membrane cellulari attraverso canali, pompe o trasportatori. Nei canali, si muovono lungo un gradiente elettrochimico per produrre segnali elettrici. Le pompe mantengono gradienti elettrochimici. Il tipo principale di pompa è la pompa Na/K. Sposta 3 ioni sodio da una cellula e 2 ioni potassio in una cellula. Il processo converte una molecola di ATP in adenosina difosfato (ADP) e fosfato. [ chiarimenti necessari ] In un trasportatore, gli ioni utilizzano più di un gradiente per produrre segnali elettrici. [3]

Endocitosi nelle cellule animali Modifica

L'endocitosi è una forma di trasporto attivo in cui una cellula assorbe molecole, utilizzando la membrana plasmatica, e le impacchetta in vescicole. [2] : 139–140

Fagocitosi Modifica

Nella fagocitosi, una cellula circonda le particelle comprese le particelle di cibo attraverso un'estensione degli pseudopodi, che si trovano sulla membrana plasmatica. Gli pseudopodi poi confezionano le particelle in un vacuolo alimentare. Il lisosoma, che contiene enzimi idrolitici, si fonde quindi con il vacuolo alimentare. Gli enzimi idrolitici, noti anche come enzimi digestivi, digeriscono quindi le particelle all'interno del vacuolo alimentare. [2] : 139–140

Pinocitosi Modifica

Nella pinocitosi, una cellula assorbe ("sospensione") il fluido extracellulare in vescicole, che si formano quando la membrana plasmatica circonda il fluido. La cellula può assorbire qualsiasi molecola o soluto attraverso questo processo. [2] : 139–140

Endocitosi mediata da recettori Modifica

L'endocitosi mediata dal recettore è una forma di pinocitosi in cui una cellula assorbe molecole o soluti specifici. Le proteine ​​con siti recettoriali si trovano sulla membrana plasmatica, legandosi a specifici soluti. Le proteine ​​​​recettrici che sono attaccate ai soluti specifici vanno all'interno di fosse rivestite, formando una vescicola. Le vescicole poi circondano i recettori che sono attaccati ai soluti specifici, rilasciando le loro molecole. Le proteine ​​del recettore vengono riciclate alla membrana plasmatica dalla stessa vescicola. [2] : 139–140


Ringraziamenti

Gli autori ringraziano la Dott.ssa Mingfu Wu (Albany Medical College) per il vettore adenovirale per l'espressione di Cre-Recombinase, la Dott.ssa Lydia Sorokin (Università di Muenstar, Germania) per l'anticorpo alla catena α5 della laminina, Deborah Moran per la sua assistenza con la preparazione di questo manoscritto e delle Figure associate, e Scott Lyons per il supporto tecnico. Questa ricerca è stata supportata dalla sovvenzione NIH R01-GM-51540 a S. E. LaFlamme e in parte dalla sovvenzione NIH R01-CA-129637 a C.M. DiPersio


Contenuti

La maggior parte dei progenitori sono descritti come oligopotenti. Da questo punto di vista possono essere paragonate alle cellule staminali adulte. Ma si dice che i progenitori si trovino in un ulteriore stadio di differenziazione cellulare. Sono al "centro" tra le cellule staminali e le cellule completamente differenziate. Il tipo di potenza che hanno dipende dal tipo di cellula staminale "genitrice" e anche dalla loro nicchia. Alcune cellule progenitrici sono state trovate durante la ricerca e sono state isolate. Dopo che è stato trovato il loro marcatore, è stato dimostrato che queste cellule progenitrici possono muoversi attraverso il corpo e migrare verso il tessuto dove sono necessarie. [ citazione necessaria ] Molte proprietà sono condivise dalle cellule staminali adulte e dalle cellule progenitrici.

Le cellule progenitrici sono diventate un hub per la ricerca su diversi fronti. La ricerca attuale sulle cellule progenitrici si concentra su due diverse applicazioni: medicina rigenerativa e biologia del cancro. La ricerca sulla medicina rigenerativa si è concentrata sulle cellule progenitrici e sulle cellule staminali, perché la loro senescenza cellulare contribuisce in larga misura al processo di invecchiamento. [4] La ricerca sulla biologia del cancro si concentra sull'impatto delle cellule progenitrici sulle risposte al cancro e sul modo in cui queste cellule si legano alla risposta immunitaria. [5]

L'invecchiamento naturale delle cellule, chiamato senescenza cellulare, è uno dei principali fattori che contribuiscono all'invecchiamento a livello dell'organismo. [6] Ci sono alcune idee diverse sulla causa del perché l'invecchiamento avviene a livello cellulare. È stato dimostrato che la lunghezza dei telomeri è correlata positivamente alla longevità. [7] [8] L'aumento della circolazione delle cellule progenitrici nel corpo è anche correlato positivamente all'aumento della longevità e ai processi rigenerativi. [9] Le cellule progenitrici endoteliali (EPC) sono uno dei principali obiettivi di questo campo. Sono cellule preziose perché precedono direttamente le cellule endoteliali, ma hanno caratteristiche di cellule staminali. Queste cellule possono produrre cellule differenziate per ricostituire l'apporto perso nel naturale processo di invecchiamento, il che le rende un obiettivo per la ricerca sulla terapia dell'invecchiamento. [10] Questo campo della medicina rigenerativa e della ricerca sull'invecchiamento è ancora in evoluzione.

Recenti studi hanno dimostrato che le cellule progenitrici ematopoietiche contribuiscono alle risposte immunitarie nel corpo. È stato dimostrato che rispondono a una serie di citochine infiammatorie. Contribuiscono inoltre a combattere le infezioni fornendo un rinnovamento delle risorse esaurite causate dallo stress di un'infezione sul sistema immunitario. Le citochine infiammatorie e altri fattori rilasciati durante le infezioni attiveranno le cellule progenitrici ematopoietiche per differenziarsi per ricostituire le risorse perse. [11]

La caratterizzazione o il principio che definisce le cellule progenitrici, al fine di separarle dalle altre, si basa sui diversi marcatori cellulari piuttosto che sul loro aspetto morfologico. [12]

    trova nei muscoli. Svolgono un ruolo importante nella differenziazione delle cellule muscolari e nel recupero delle lesioni. formato nella zona subventricolare. [13] Alcuni di questi progenitori neurali che amplificano il transito migrano attraverso il flusso migratorio rostrale al bulbo olfattivo e si differenziano ulteriormente in tipi specifici di cellule neurali. trovato nelle regioni in via di sviluppo del cervello, in particolare la corteccia. Queste cellule progenitrici sono facilmente identificabili dal loro lungo processo radiale. si trovano nell'epidermide e costituiscono il 10% delle cellule progenitrici. Sono spesso classificate come cellule staminali a causa della loro elevata plasticità e potenziale capacità illimitata di autorinnovamento. contiene cellule progenitrici che si sviluppano in osteoblasti e condroblasti. sono tra i progenitori più studiati. [14] Sono utilizzati nella ricerca per sviluppare una cura contro il diabete di tipo 1.
  • Angioblasti o cellule progenitrici endoteliali (EPC). Questi sono molto importanti per la ricerca sulla guarigione delle fratture e delle ferite. [15] sono coinvolti nella generazione di linfociti B e T, che partecipano alle risposte immunitarie. [16][14] dalla cresta neurale formano una barriera tra le cellule del sistema nervoso centrale e le cellule del sistema nervoso periferico. [17]

Prima del giorno embrionale 40 (E40), le cellule progenitrici generano altre cellule progenitrici dopo quel periodo, le cellule progenitrici producono solo figlie di cellule staminali mesenchimali dissimili. Le cellule di una singola cellula progenitrice formano un'unità proliferativa che crea una colonna corticale. Queste colonne contengono una varietà di neuroni con forme diverse. [18]


Contenuti

In vitro (Latino: in vetro spesso non in corsivo nell'uso inglese [1] [2] [3]) gli studi sono condotti utilizzando componenti di un organismo che sono stati isolati dal loro ambiente biologico abituale, come microrganismi, cellule o molecole biologiche. Ad esempio, i microrganismi o le cellule possono essere studiati in terreni di coltura artificiali e le proteine ​​possono essere esaminate in soluzioni. Chiamati colloquialmente "esperimenti in provetta", questi studi in biologia, medicina e le loro sottodiscipline sono tradizionalmente condotti in provette, fiasche, piastre di Petri, ecc. Ora coinvolgono l'intera gamma di tecniche utilizzate nella biologia molecolare, come l'omica .

Al contrario, gli studi condotti sugli esseri viventi (microrganismi, animali, esseri umani o piante intere) sono chiamati in vivo.

Esempi di in vitro gli studi includono: l'isolamento, la crescita e l'identificazione di cellule derivate da organismi multicellulari (in colture cellulari o tissutali) componenti subcellulari (es. mitocondri o ribosomi) estratti cellulari o subcellulari (es. estratti di germe di grano o reticolociti) molecole purificate (come proteine, DNA , o RNA) e la produzione commerciale di antibiotici e altri prodotti farmaceutici. I virus, che si replicano solo nelle cellule viventi, vengono studiati in laboratorio in colture cellulari o tissutali e molti virologi animali si riferiscono a tale lavoro come a in vitro per distinguerlo da in vivo lavorare su animali interi.

    è un metodo per la replicazione selettiva di specifiche sequenze di DNA e RNA nella provetta. comporta l'isolamento di una specifica proteina di interesse da una complessa miscela di proteine, spesso ottenuta da cellule o tessuti omogeneizzati. viene utilizzato per consentire agli spermatozoi di fecondare le uova in un piatto di coltura prima di impiantare l'embrione o gli embrioni risultanti nell'utero della futura madre. si riferisce a un'ampia gamma di test di laboratorio medici e veterinari utilizzati per diagnosticare malattie e monitorare lo stato clinico dei pazienti utilizzando campioni di sangue, cellule o altri tessuti ottenuti da un paziente.
  • In vitro il test è stato utilizzato per caratterizzare specifici processi di adsorbimento, distribuzione, metabolismo ed escrezione di farmaci o sostanze chimiche generali all'interno di un organismo vivente, ad esempio, esperimenti sulle cellule Caco-2 possono essere eseguiti per stimare l'assorbimento di composti attraverso il rivestimento del tratto gastrointestinale [ 4] La ripartizione dei composti tra gli organi può essere determinata per studiare i meccanismi di distribuzione [5] Le colture in sospensione o su piastra di epatociti primari o linee cellulari simili agli epatociti (HepG2, HepaRG) possono essere utilizzate per studiare e quantificare il metabolismo delle sostanze chimiche. [6] Questi parametri di processo ADME possono quindi essere integrati nei cosiddetti "modelli farmacocinetici basati sulla fisiologia" o PBPK.

In vitro gli studi consentono un'analisi specie-specifica, più semplice, più conveniente e più dettagliata di quanto non si possa fare con l'intero organismo. Proprio come gli studi su animali interi sostituiscono sempre di più gli studi sull'uomo, così lo sono in vitro studi che sostituiscono studi su animali interi.

Semplicità Modifica

Gli organismi viventi sono sistemi funzionali estremamente complessi costituiti come minimo da molte decine di migliaia di geni, molecole proteiche, molecole di RNA, piccoli composti organici, ioni inorganici e complessi in un ambiente organizzato spazialmente da membrane e nel caso di organismi pluricellulari, sistemi di organi. [7] Queste miriadi di componenti interagiscono tra loro e con il loro ambiente in un modo che elabora il cibo, rimuove i rifiuti, sposta i componenti nella posizione corretta e reagisce alle molecole di segnalazione, ad altri organismi, alla luce, al suono, al calore, al gusto, al tatto , ed equilibrio.

Questa complessità rende difficile identificare le interazioni tra i singoli componenti ed esplorare le loro funzioni biologiche di base. In vitro il lavoro semplifica il sistema in studio, in modo che il ricercatore possa concentrarsi su un numero limitato di componenti. [8] [9]

Ad esempio, l'identità delle proteine ​​del sistema immunitario (ad esempio gli anticorpi) e il meccanismo con cui riconoscono e si legano ad antigeni estranei rimarrebbero molto oscuri se non fosse per l'ampio uso di in vitro lavorare per isolare le proteine, identificare le cellule e i geni che le producono, studiare le proprietà fisiche della loro interazione con gli antigeni e identificare come tali interazioni portano a segnali cellulari che attivano altri componenti del sistema immunitario.

Specificità della specie Modifica

Un altro vantaggio di in vitro metodi è che le cellule umane possono essere studiate senza "estrapolazione" dalla risposta cellulare di un animale sperimentale. [10]

Convenienza, automazione Modifica

In vitro i metodi possono essere miniaturizzati e automatizzati, ottenendo metodi di screening ad alto rendimento per testare molecole in farmacologia o tossicologia. [11]

Lo svantaggio principale di in vitro studi sperimentali è che può essere difficile estrapolare dai risultati di in vitro work back to the biology of the intact organism. Investigators doing in vitro work must be careful to avoid over-interpretation of their results, which can lead to erroneous conclusions about organismal and systems biology. [12]

For example, scientists developing a new viral drug to treat an infection with a pathogenic virus (e.g. HIV-1) may find that a candidate drug functions to prevent viral replication in an in vitro setting (typically cell culture). However, before this drug is used in the clinic, it must progress through a series of in vivo trials to determine if it is safe and effective in intact organisms (typically small animals, primates, and humans in succession). Typically, most candidate drugs that are effective in vitro prove to be ineffective in vivo because of issues associated with delivery of the drug to the affected tissues, toxicity towards essential parts of the organism that were not represented in the initial in vitro studies, or other issues. [13]

Results obtained from in vitro experiments cannot usually be transposed, as is, to predict the reaction of an entire organism in vivo. Building a consistent and reliable extrapolation procedure from in vitro results to in vivo is therefore extremely important. Solutions include:

  • Increasing the complexity of in vitro systems to reproduce tissues and interactions between them (as in “human on chip” systems) [14]
  • Using mathematical modeling to numerically simulate the behavior of the complex system, where the in vitro data provide model parameter values [15]

These two approaches are not incompatible better in vitro systems provide better data to mathematical models. However, increasingly sophisticated in vitro experiments collect increasingly numerous, complex, and challenging data to integrate. Mathematical models, such as systems biology models, are much needed here. [ citazione necessaria ]

Extrapolating in pharmacology Edit

In pharmacology, IVIVE can be used to approximate pharmacokinetics (PK) or pharmacodynamics (PD). [ citazione necessaria ] Since the timing and intensity of effects on a given target depend on the concentration time course of candidate drug (parent molecule or metabolites) at that target site, in vivo tissue and organ sensitivities can be completely different or even inverse of those observed on cells cultured and exposed in vitro. That indicates that extrapolating effects observed in vitro needs a quantitative model of in vivo PK. Physiologically based PK (PBPK) models are generally accepted to be central to the extrapolations. [16]

In the case of early effects or those without intercellular communications, the same cellular exposure concentration is assumed to cause the same effects, both qualitatively and quantitatively, in vitro e in vivo. In these conditions, developing a simple PD model of the dose–response relationship observed in vitro, and transposing it without changes to predict in vivo effects is not enough. [17]