Les ingénieurs de MIT ont développé une nouvelle, très efficace voie d'appareiller vers le haut des cellules ainsi ils peuvent être fusionnés dans une cellule hybride.

La nouvelle technique devrait la faciliter beaucoup pour que les scientifiques étudient ce qui se produit quand deux cellules sont combinées.  Par exemple, la fusion d'une cellule adulte et d'une cellule de tige embryonnaire permet à des chercheurs d'étudier le génétique reprogrammant cela se produit dans de tels hybrides.

Les chercheurs, menés par une collaboration entre Joel Voldman, professeur agrégé de l'électrotechnique et de l'informatique, et Rudolf Jaenisch, professeur de biologie et un membre de l'institut de Whitehead, enregistrent la nouvelle technique dans l'édition en ligne du 4 janvier des méthodes de nature.

Le travail a été mené par deux associés post-doctoraux, Alison Skelley, qui ont travaillé dans le laboratoire de Voldman, et Oktay Kirak, qui fonctionne avec Jaenisch.  Skelley et Kirak sont des auteurs importants du papier de méthodes de nature.  Heikyung Suh, un associé technique dans l'institut de Whitehead, est également un auteur du papier.

La méthode simple mais ingénieuse de l'équipe de tri augmente la cadence de la fusion réussie de cellules d'environ 10 pour cent à environ 50 pour cent, et permet des milliers de pairings de cellules immédiatement.

Bien que les techniques de fusion de cellules aient été autour pendant longtemps, il y a beaucoup de limitations techniques, a dit Voldman.

L'obtention des bonnes cellules pour appareiller vers le haut avant de les fondre est un obstacle principal.  Si les scientifiques travaillent avec un mélange de deux types de cellules, par exemple A et B, ils terminent vers le haut avec des beaucoup des pairings d'aa et de BB, aussi bien que l'allumette désirée d'ab.

Les chercheurs avaient précédemment emprisonné des cellules dans des tasses minuscules comme ils coulent à travers une puce.  Chaque tasse peut tenir seulement deux cellules, mais il n'y a aucune voie de contrôler si les tasses saisissent A et un B, deux comme ou deux BS.

En revanche, les tasses de cellule-piégeage sur le nouveau dispositif triant de Voldman et de Jaenisch sont arrangées stratégiquement pour saisir et appareiller vers le haut des cellules de différents types.

D'abord, tapez les cellules d'A sont entrés à travers la puce dans une direction et attrapés dans les pièges qui sont assez grands pour tenir seulement une cellule.  Une fois que les cellules sont emprisonnées, le liquide est coulé à travers la puce dans la direction opposée, poussant les cellules hors des petites tasses et dans de plus grandes tasses à travers de les petites.

Une fois qu'une cellule d'A est dans chaque grande tasse, le type cellules de B sont coulés dans les grandes tasses.  Chaque tasse peut seulement tenir deux cellules, ainsi chacune termine vers le haut avec un A et un B. Après que les cellules soient appareillées dans les pièges, elles peuvent être jointes ensemble par une impulsion électrique qui fond les membranes de cellules.

En plus de l'aide avec des études de cellule de tige reprogrammant, cette technique a pu être employée pour étudier des interactions entre n'importe quels types de cellules.  « C'est un type très général de dispositif, » a dit Voldman.

Une équipe de recherche aux cliniques de Montréal (IRCM) d'Institut de recherches, financé par la cécité de combat de base - le Canada et les instituts canadiens de la santé recherchent (CIHR), découvert un mécanisme original qui règle comment les cellules de tige neurales de la rétine produisent du type approprié de cellules au bon moment pendant le développement normal.  Ces résultats, édités aujourd'hui dans le neurone renommé de journal, pourraient influencer le développement de futures thérapies de remplacement de cellules pour les maladies d'oeil génétiques qui entraînent la cécité.

Dans leur état, les scientifiques prouvent qu'un gène appelé Ikaros est exprimé en cellules de tige rétiniennes les plus non mûres chez la souris, qui sont « compétentes » pour produire de chacun des sept types différents de cellules qui composent la rétine.  Mais ce gène n'est pas exprimé en cellules de tige « plus anciennes », qui davantage sont limitées dans leur potentiel de différentiation et produisent seulement les neurones tard-nés.  « En étudiant la rétine d'une souris chez laquelle le gène d'Ikaros a été inactivé, nous avons constaté que la génération des types rétiniens tôt-nés de cellules était, tandis que la génération des types rétiniens tard-nés de cellules n'était pas affectée, » Dr. expliqué altéré Michel Cayouette qui a mené l'étude.  En revanche, forcer l'expression d'Ikaros en cellules de tige rétiniennes plus anciennes, qui ont normalement arrêté son expression, était suffisant pour restituer la compétence à ces cellules pour produire des neurones tôt-nés.  De façon générale, ces résultats indiquent que l'expression d'Ikaros en cellules de tige rétiniennes est nécessaire et suffisante pour conférer la compétence pour produire des neurones rétiniens tôt-nés.

L'identification des cellules de tige rétiniennes adultes ces dernières années a ouvert la possibilité que de telles cellules pourraient un jour être employées pour substituer les cellules endommagées ou détruites dans diverses maladies rétiniennes telles que le glaucome, la dégénération maculaire ou le pigmentosa de retinitis.  Pour que de telles approches soient pertinentes, cependant, il sont cruciales que les cellules de tige produisent seulement du type approprié de cellules pour un état particulier.  Cette étude suggère qu'il puisse être possible de manipuler la compétence des cellules de tige rétiniennes de sorte qu'elles produisent seulement des cellules rétiniennes associées à une étape temporelle particulière.  « Par exemple, Dr. ajouté Cayouette, inactivant Ikaros pourrait favoriser la production des neurones tard-nés tels que les photorécepteurs, qui sont détruits progressivement dans les maladies dégénératives rétiniennes. »  De futures études seront requises pour évaluer l'utilité de cette approche pour des thérapies potentielles de remplacement de cellules.

Une nouvelle étude découvre une incidence précédemment non reconnue et spécifique à l'espèce des rythmes circadiens sur la production des cellules de tige mobilisées.  La recherche, éditée par Cell enfoncent la question du 9 octobre de la cellule de tige de cellules de journal, suggère que quand elle vient à rassembler les cellules de tige humaines pour la transplantation clinique, la sélection de la bonne heure pour moissonner des cellules puisse avoir comme conséquence un plus grand rendement.

Une série d'organizations ont évolué un système de synchronisation endogène, appelé une horloge circadienne, pour réglementer des activités métaboliques dans un cycle de jour/nuit.  Chez les souris, les cellules qui provoquent les globules sanguins mûrs, appelées les cellules de tige hématopoïétiques (HSC), sont réglées sous l'influence des signaux circadiens rhythmiques qui influencent l'expression de Cxcl12, un gène impliqué dans le transfert de globule sanguin blanc.  « La recherche précédente a prouvé que branchement « sympathique le » du système nerveux, qui est impliqué dans des réponses d'effort, règle étroitement la quantité de Cxcl12 exprimé en moelle par l'oscillation circadienne de la version de noradrénaline.  Les configurations de cellules de tige de sang sont fondamentalement l'image de miroir de l'expression Cxcl12 dans la moelle, » dit l'auteur d'étude de fil de sortie, Dr. Paul S. Frenette de l'École de Médecine de mont Sinaï.

Le Dr. Frenette et collègues étaient intéressé à examiner si le temps circadien continue à influencer la mobilisation de HSCs quand des souris sont traitées avec le facteur granulocyte-colonie-stimulant (G-CSF), le mobilisateur le plus commun de cellules de tige utilisé dans la clinique.  Les chercheurs ont constaté qu'après les stimulations avec G-CSF, synchronisation de collection de sang avec la reprise plus grande de HSC produite par temps circadien maximal.  Par conséquent, même lorsque la manipulation pharmacologique est employée pour stimuler la mobilisation de HSC, les gènes circadiens d'horloge continuent à influencer le rendement.

Les chercheurs ont également expliqué l'existence des oscillations significatives dans le nombre de HSCs humain et ont constaté que le rythme circadien chez l'homme est inversé une fois comparé à cela de la souris.  Un examen des donateurs en bonne santé qui contribuaient HSCs pour la transplantation de moelle au centre médical de mont Sinaï entre les années de 2000 et de 2006 a indiqué que le rendement moyen était plus grand pour ceux qui a subi le procédé dans l'après-midi comparé à ceux qui ont été moissonnés le matin.

« Nos résultats suggèrent que le rendement humain de HSC pour la transplantation clinique pourrait être plus grand si des patients étaient moissonnés pendant la soirée comparée au matin, » explique Dr. Frenette.  « Bien que les études cliniques éventuelles sont nécessaires pour établir le moment optimal pour la collection de HSC, il est possible qu'un réglage simple dans le temps de collection puisse avoir une incidence clinique significative.  De plus, la version maximum de HSCs au début de la période de repos pour les deux espèces (nuit tôt pour des humains, début de la matinée pour des souris), supporte la possibilité intrigante que ce phénomène peut contribuer à la régénération. »

Les études récentes indiquent que cela les coeurs l'infusion avec des cellules de tige prises de la moelle pourrait améliorer la fonction cardiaque après infarctus du myocarde (dommages de tissu ces des résultats d'une crise cardiaque).  Mais dans une revue systématique récente, les chercheurs de Cochrane ont conclu que plus de tests cliniques sont nécessaires pour évaluer l'efficacité des thérapies de cellules de tige pour des patients de coeur, aussi bien que des études pour établir comment ces traitements fonctionnent.

Dans une crise cardiaque, les artères bloquées peuvent découper l'approvisionnement de sang aux zones du tissu de coeur.  Ceci mène aux dommages de tissu graves d'infarctus du myocarde provoqués par manque de l'oxygène, qui est transporté dans le sang.

« Nous nécessitons plus d'études qui regardent les effets à long terme de ces interventions, aussi bien qu'aux types des cellules qui sont utilisées et de la façon dont ils réparent réellement le tissu de coeur, » dit Dr. Enca Martin-Rendon de chercheur de fil de sortie, qui travaille dans le service de recherches de cellules de tige, le sang de NHS et la greffe, à l'hôpital de John Radcliffe à Oxford, le R-U.

L'équipe a réuni des données de 13 épreuves différentes faisant participer 811 patients.  Bien que ces épreuves prouvent que le traitement avec des cellules de tige de moelle (BMSCs) peut mener à une amélioration modérée de fonction cardiaque, les chercheurs disent qu'il ne reste pas assez d'évidence pour confirmer ceci.  Ils ont également constaté que le traitement de BMSC n'a pas réduit la zone mesurable du tissu endommagé de coeur.

Seulement trois épreuves ont regardé pour voir si les effets duraient pendant plus de six mois après traitement de BMSC.  Les chercheurs ont découvert que dans ces épreuves, il n'y avait aucune évidence de n'importe quel avantage pendant 12 mois après traitement.

Tout à fait comment la cause de BMSCs cet avantage à court terme est incertaine.  Une théorie est qu'ils permettent aux vaisseaux sanguins supplémentaires de se développer, alors qu'un autre est qu'elles libèrent les produits chimiques qui encouragent la croissance des cellules de muscle saines de coeur tout en diminuant le développement du tissu de cicatrice dans la zone endommagée.

« Si elle s'avère ces traitements sont salutaires de quelque façon, ils pourraient être rendus disponible à tous les patients de crise cardiaque.  Nous pensons que l'infusion avec des cellules de tige peut aider à augmenter le flux de sang dans les tissus endommagés de coeur, mais sans plus d'investissement dans ce domaine de recherche, nous ne pouvons pas être sûrs, » dit Martin-Rendon.

Certains des obstacles les plus provocants limitant la reprogrammation des cellules humaines mûres dans des cellules de tige peuvent ne pas sembler comme décourageant dans un avenir proche.  Deux travaux de recherche indépendants, édités par Cell enfoncent la question du 11 septembre de la cellule de tige de cellules de journal, décrivent les nouveaux outils qui fournissent les plates-formes de valeur inestimable pour élucider les mécanismes moléculaires, génétiques, et biochimiques liés à la reprogrammation.  Les nouveaux résultats offrent également l'espoir considérable vers rendre le processus de reprogrammation plus thérapeutiquement approprié.

Bien que les scientifiques aient avec succès reprogrammé les cellules épithéliales humaines mûres dans les cellules pluripotent induites de la tige (IPS) en exprimant uns les facteurs principaux de transcription, la conversion a été extrêmement inefficace.  « Peu est connu au sujet des mécanismes par lesquels la reprogrammation se produit, en partie en raison de la basse efficacité, » dit Dr. aîné d'auteur d'étude Konrad Hochedlinger de l'institut de cellules de tige de Harvard.  En outre, les cellules d'IPS créées jusqu'ici ont été produites avec les retroviruses et les lentiviruses noninducible, qui ont des limitations importantes qui ne sont pas compatibles avec des applications cliniques.

Le groupe de Hochedlinger a créé un système viral drogue-induisible pour produire des cellules humaines d'IPS qui étaient moléculairement et fonctionellement semblables aux cellules de tige embryonnaires humaines.  Cette méthode était seule parce qu'elle a permis aux chercheurs de créer des cellules d'IPS en employant le doxycycline de drogue pour contrôler l'expression des facteurs nécessaires qui avaient été fournis aux cellules avec des virus.

Les chercheurs ont alors constaté que quand le doxycycline a été enlevé et ces cellules « primaires » d'IPS ont différencié pour mûrir des cellules, une autre exposition à la drogue a réactivé les gènes exigés pour reprogrammer et ont induit la génération des cellules « secondaires » d'IPS à une fréquence qui était bien plus grande qui la conversion « primaire » initiale.  L'idée de produire de ces cellules secondaires a été conçue dans des expériences précédentes avec des souris exécutées dans le laboratoire de Dr. Rudolf Jaenisch du massachusetts.institute.of.technology.

« Le système secondaire permettra des efforts chimiques et génétiques de criblage d'identifier les constituants moléculaires principaux de la reprogrammation, comme des obstacles importants dans ce processus, et se prêtera finalement comme outil puissant dans le développement et les méthodes d'optimisation aux cellules humaines d'IPS de produit, » explique Dr. Hochedlinger.

Dans un papier séparé, le groupe de Dr. Jaenisch's rend compte de leur succès en dérivant les cellules secondaires humaines d'IPS utilisant les transgenes doxycycline-induisibles.  « Le système drogue-induisible que nous décrivons représente un original, prévisible, et la plate-forme fortement reproductible pour étudier la cinétique de la génération de cellules d'IPS, » indique Dr. Jaenisch.  « De plus, la homogénéité génétique des cellules secondaires rend des approches chimiques et génétiques de criblage pour améliorer reprogrammer l'efficacité ou pour substituer l'original l'un des reprogrammant des facteurs faisables. »

Les deux équipes de recherche ont constaté que la génération des cellules secondaires d'IPS d'humain a eu besoin de moins de temps que la reprogrammation initiale.  Intéressant, le temps requis pour produire des cellules d'IPS a varié parmi les types de cellules épithéliales qui ont été utilisées.  Par exemple, les fibroblastes humains ont eu besoin de plusieurs semaines, alors que les keratinocytes avaient besoin de seulement environ 10 jours.  « La cinétique rapide de la reprogrammation observée pour des keratinocytes suggère que ces cellules soient utiles pour l'élaboration et l'optimisation des méthodes pour reprogrammer des cellules par la livraison passagère des facteurs, » suggère Dr. Hochedlinger.

Les résultats combinés des deux groupes de recherche représentent une avance importante vers des stratégies plus efficaces pour reprogrammer les cellules humaines différenciées dans des cellules d'IPS.  Les méthodes décrites ici fourniront non seulement la perspicacité critique dans le processus de reprogrammation, mais également, en raison de la tranche de temps abrégée, peuvent mener à la génération des cellules qui seront favorables pour des thérapies, comme reprogrammant pourraient être réalisables sans virus prohibitifs ou modifications génétiques.

Le contraire à une supposition de longue date que les cellules de vaisseau sanguin dans les tissus sains et ceux liés aux tumeurs sont semblables, une nouvelle étude explique sans équivoque que les cellules de vaisseau sanguin de tumeur sont loin de normale.  La recherche, éditée par Cell enfoncent la question de septembre de la cellule cancéreuse de journal, identifie les cellules tumeur-spécifiques de vaisseau sanguin qui sont atypiquement tige cell-like et ont le potentiel de différencier dans les tissus bone-like de cartilageor.

Bien qu'on l'ait connu pendant quelque temps que des tumeurs peuvent être supprimées chez les souris en visant leur approvisionnement de sang, très peu est connu au sujet de la biologie des cellules endothéliales qui rayent des vaisseaux sanguins de tumeur (TECs).  « Une acceptation primaire de thérapie d'antiangiogenesis est que TECs sont normal et dérivé de tout près, les navires de préexistence, » explique Dr. aîné d'auteur Michael Klagsbrun de l'hôpital d'enfants Boston et de la Faculté de Médecine de Harvard.  « Cependant, nous et d'autres groupes avons prouvé qu'il y a plusieurs différences principales entre la normale et l'endothélium de tumeur. »

Dr. Klagsbrun et Dr. Andrew Dudley d'auteur important ont isolé TECs des souris qui développent spontanément des tumeurs de prostate très semblables aux cancers de prostate humains.  Les chercheurs ont constaté que le TECs étaient multipotent, signifiant qu'ils n'étaient pas entièrement mûrs et ont eu le potentiel à différencier dans différents types multiples de cellules.  Le TECs d'isolement différencié pour former les tissus bone-like de cartilageand.  « Ces résultats suggèrent que TECs possèdent une tige/ancêtre que la propriété de cellules qui les distingue de l'Ecs dans toute la vascularisation normale et subit la différentiation atypique, » expliquent Dr. Klagsbrun.

Les chercheurs ont continué pour expliquer la calcification de vaisseau sanguin dans des spécimens de tumeur de prostate d'humain et de souris.  Cette calcification bone-like a été également décrite dans des vaisseaux sanguins malades et est susceptible d'avoir la signification clinique dans le cancer de prostate.  « Il est possible que la calcification des vaisseaux sanguins de tumeur pourrait altérer le flux de sang ou permettre l'entrée de cellules de tumeur dans la circulation sanguine, facilitant la métastase, » offre Dr. Klagsbrun.  « De plus, l'expression des protéines os-spécifiques en cellules de tumeur de prostate peut permettre leur survie une fois qu'ils atteignent le micro-environnement d'os. »

La recherche supplémentaire est exigée pour déterminer comment les propriétés atypiques de TECs sont associées aux navires tortueux et perméables caractéristiques des tumeurs et si la calcification vasculaire encourage en effet la métastase de cellules de tumeur.  Il est également possible que la calcification vasculaire, qui est facilement perceptible histologiquement, puisse être un critère diagnostique utile.

Les scientifiques ont identifié environ deux gènes douzaine qui contrôlent le destin embryonnaire de cellules de tige.  Les gènes peuvent ou pousser doucement ou retenir des cellules de tige de la dérive dans un genre de vide, ils suspectent.  Les mensonges de vide entre l'étape embryonnaire et entièrement différenciés, ou spécialisés, cellules, telles que l'os, le muscle ou la graisse.

En connaissant les gènes et les protéines qui contrôlent le progrès des cellules vers la forme différenciée, les chercheurs peuvent pouvoir accélérer le processus - un avantage potentiel à l'utilisation des cellules de tige dans la thérapie ou à l'étude de quelques maladies dégénératives, les scientifiques indiquent.

Leur conclusion vient de la première recherche de grande puissance des gènes cruciaux aux cellules de tige embryonnaires.  La recherche a été effectuée par une équipe à l'Université de Californie, San Francisco et est enregistrée dans un papier dans la question du 11 juillet 2008 de la « cellule. »

« Les gènes que nous avons identifiés sont nécessaires pour que les cellules de tige embryonnaires mettent à jour une mémoire de qui ils sont, » dit le panoramique de Barbara, le PhD, le professeur agrégé de la biochimie et de la biophysique à UCSF, et l'auteur aîné sur le papier.  « Sans eux la cellule ne sait pas si elle devrait demeurer une cellule de tige ou différencier dans une cellule spécialisée. »

Les scientifiques ont utilisé une technique puissante connue sous le nom d'interférence d'ARN, ou RNAi, pour examiner plus de 1.000 gènes pour leur rôle en cellules de tige embryonnaires de souris.  La technique permet des chercheurs « démantèlent » différents gènes, réduisant leur abondance afin de déterminer le rôle normal du gène.

La recherche s'est concentrée sur les protéines qui aident l'ADN de module.  Au noyau, les enrouler d'ADN normalement autour des complexes de protéine ont appelé des nucleosomes, formant une structure connue sous le nom de chromatine.  C'est ce qui compose des chromosomes.

Ils ont trouvé 22 protéines, qui est essentiel pour que les cellules de tige embryonnaires mettent à jour leur à forme, à propriétés de croissance, et à configuration conformées d'expression de gène.

La majeure partie du code de gènes pour les complexes de multi-protéine qui réarrangent physiquement, ou « transforme » des nucleosomes, changeant la probabilité que les gènes fondamentaux seront exprimés pour faire à des protéines.

Le joueur principal qu'elles ont identifié est 17 une protéine Tip60-p400 appelé complexe.  Ce complexe est nécessaire pour la mémoire cellulaire qui met à jour l'identité embryonnaire de cellules de tige, filtrant explique.  Sans lui, les cellules de tige embryonnaires ont transformé en cellule un type différent, qui a eu quelques dispositifs d'une cellule de tige mais beaucoup de dispositifs d'une cellule différenciée.

Les scientifiques croient que Tip60-p400 est nécessaire pour que les cellules de tige embryonnaires lisent correctement les signaux qui déterminent le type de cellules.  Ces résultats sont non seulement importants pour la mémoire cellulaire d'arrangement en cellules de tige embryonnaires, mais seront également probablement appropriés à d'autres types de cellules, ils indiquent.

L'inactivation d'autres gènes a perturbé la prolifération embryonnaire de cellules de tige.  Ces gènes ont été déjà connus pour avoir seulement la légère influence sur la viabilité des cellules mûres dans le corps.  Ceci suggère que les cellules de tige embryonnaires soient « seulement sensibles à certaines perturbations de structure de chromatine, » les scientifiques enregistrent.

Si d'autres types de cellules de tige s'avèrent également sensibles à ces perturbations de chromatine, ceci pourrait mener aux thérapies originales de cancer à l'avenir, filtrant dit.

Les pinces et les collègues de Wei, à l'hôpital d'enfants de Philadelphie, ont fourni la nouvelle perspicacité dans la commande moléculaire des cellules de tige hématopoïétiques (HSCs), les cellules qui provoquent tous les types de globule sanguin, en expliquant pourquoi les souris manquant d'une protéine inhibitrice connue sous le nom de Lnk ont plus de HSCs que les souris normales.

Dans l'étude, on l'a observé qu'une plus grande proportion de HSCs chez les souris manquant de Lnk ne subissaient pas la division cellulaire et n'étaient pas dites à l'état repos (c.-à-d., dans un état d'inactivité ou en mode silencieux).  Lnk s'est avéré pour régler l'arrêt progressif de HSC en liant une protéine de signalisation connue sous le nom de JAK2 après qu'il ait été lancé après l'attache du facteur soluble TPO à son récepteur MPL.  Les auteurs présument donc cela en l'absence de la molécule inhibitrice Lnk, la signalisation TPO-lancée du MPL à JAK2 disparaît non réprimée et le nombre de HSCs produit est grimpé jusqu'à un niveau auquel ils n'ont pas besoin de subir la division cellulaire en tant que souvent pour mettre à jour leur population.

Les chercheurs au centre de diabète de Joslin ont expliqué pour la première fois que les cellules de tige transplantées de muscle peuvent améliorer la fonction de muscle chez les animaux avec une forme de la dystrophie musculaire et compléter le niveau de la population de cellules de tige pour l'usage dans la réparation de futurs dommages de muscle.

« Je suis très excited au sujet de ceci, » a dit des paris d'Amy J. d'auteur important, le Ph.D., l'investigateur principal dans la section de Joslin sur la biologie développementales et de tige de cellules, le membre de la faculté principal à l'assistant d'institut de cellules de tige de Harvard et de la cellule de tige et la biologie régénératrice à l'Université de Harvard.  « Cette étude indique la présence des cellules de tige de renouvellement de muscle dans le muscle squelettique adulte et explique l'avantage potentiel de la thérapie de cellules de tige pour le traitement des maladies dégénératives de muscle telles que la dystrophie musculaire. »

L'étude a été conçue pour tester le concept que les cellules de précurseur de muscle squelettique pourraient fonctionner comme cellules de tige adultes et que la transplantation de ces cellules pourrait réparer le tissu de muscle et régénérer le regroupement de cellules de tige dans un modèle de la dystrophie musculaire de Duchenne, elle a dit.  La recherche est éditée dans la question du 11 juillet de la cellule.

La dystrophie musculaire de Duchenne est la forme la plus commune de la maladie et est caractérisée par la dégénération rapidement de progrès de muscle.  La maladie est provoquée par une mutation génétique et il n'y a actuel aucun traitement.

Les données de cette nouvelle étude expliquent que les cellules de tige régénératrices de muscle peuvent être distinguées d'autres cellules dans le muscle par de seuls repères de protéine actuels sur leurs surfaces.  Les auteurs avaient l'habitude ces repères pour choisir des cellules de tige à partir du muscle adulte normal et ont transféré les cellules au muscle malade des souris portant une mutation dans le même gène affecté dans la dystrophie musculaire humaine de Duchenne.

« Une fois que les cellules de tige saines étaient transplantées dans les muscles des souris avec la dystrophie musculaire, elles ont produit des cellules qui ont incorporé au muscle malade et ont sensiblement amélioré la capacité des muscles traités de se contracter, » ont dit des paris.  « En même temps, la transplantation des cellules de tige saines a complété le niveau du regroupement autrefois malade de cellules de tige, fournissant un réservoir des cellules de tige saines qui pourraient être réactivées pour réparer le muscle de nouveau pendant des deuxièmes dommages. »

Selon le papier, ces cellules fournissent une source pertinente des cellules régénératrices de muscle immédiatement disponible aussi bien qu'un regroupement de réserve qui peut mettre à jour l'activité régénératrice de muscle en réponse à de futurs défis.

« Ce travail explique, dans le concept, que la thérapie de cellules de tige pourrait être salutaire pour les maladies dégénératives de muscle, » des paris a dit.

Les paris ont également dit que l'étude mènera à d'autres études dans l'à court terme qui identifiera les voies qui règlent ces derniers des cellules de tige de muscle afin de figurer dehors des voies d'amplifier le potentiel régénérateur normal de ces cellules.  Ceux-ci pourraient inclure des thérapies de drogue ou des approches genomic, elle a dit.  Dans le long terme, l'idée sera de reproduire ces résultats chez l'homme.

« C'est toujours la science très de base, mais je pense que nous allons pouvoir avancer beaucoup de directions.  Elle ouvrent beaucoup d'horizons passionnants, » elle a dit.

Le laboratoire de paris chez Joslin étudie les deux cellules de tige hématopoïétiques, qui mettent à jour constamment et peuvent entièrement régénérer le système entier de sang, comme des cellules de tige de muscle squelettique, impliquées dans la croissance et la réparation de muscle squelettique.  Le travail est visé en particulier définir les mécanismes originaux qui règlent le transfert, l'expansion, et le potentiel régénérateur de ces deux cellules de tige adultes distinctes.

En injectant les cellules de tige épurées d'isolement dans le muscle squelettique adulte, les chercheurs ont affiché qu'ils peuvent restaurer le muscle sain et améliorer la fonction de muscle chez les souris avec une forme de la dystrophie musculaire.  Ceux des cellules de tige de muscle-bâtiment ont été dérivés d'un plus grand regroupement des soi-disant cellules satellites qui normalement s'associent aux fibres musculaires mûres et jouent un rôle dans la croissance de muscle et le réparent.

En plus de leurs contributions pour mûrir le muscle, les cellules injectées ont également complété le niveau du regroupement des cellules régénératrices normalement trouvées dans le muscle.  Ces cellules de tige ont permis au muscle traité de subir les ronds ultérieurs de la réparation de dommages, elles ont trouvé.

« Notre travail affiche le preuve-de-concept que des cellules de tige épurées de muscle peuvent être utilisées dans la thérapie, » a dit des paris d'Amy d'Université de Harvard, notant que dans certains cas les cellules de tige ont substitué plus de 90 pour cent des fibres musculaires.  Une telle avance exigerait l'isolement des cellules de tige équivalentes à ceux chez la souris du muscle humain, quelque chose parie a dit que son équipe travaille maintenant en fonction.

Des cellules satellites ont été la première fois décrites il y a des décennies et depuis généralement ont été considérées en tant que groupe homogène, les paris ont dit.  Tandis qu'anatomiquement ils semblent semblables sous un microscope, ils néanmoins affichent la variation considérable dans leur physiologie et fonction.  Dans une étude précédente, paris identifiés un ensemble de cinq repères qui caractérisent le seul sous-ensemble de cellules satellites responsables de former le muscle, au lequel ils se réfèrent également en tant que des précurseurs ou SMPs de muscle squelettique.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont analysé la cellule de tige et les propriétés régénératrices des ces SMPs.  Une fois engrafted dans le muscle des souris manquant du dystrophin, SMPs épuré a contribué à jusqu'à 94 pour cent de fibres musculaires, restaurant l'expression de dystrophin et améliorant de manière significative la structure de muscle et la fonction contractile, elles enregistrent.  (Le gène de dystrophin encode une protéine importante pour l'intégrité de muscle.  Les souris manquant du dystrophin, également connu sous le nom de souris de mdx, sont un modèle pour la dystrophie musculaire de Duchenne, la forme la plus répandue de la dystrophie musculaire.)

 » D'une manière primordiale, l'engraftment à niveau élevé de SMPs transplanté chez des animaux de mdx affiche l'expression de gène défectueuse de valeur-restauration thérapeutique de dystrophin, améliorant l'histologie de muscle, et la fonction de muscle physiologique de délivrance, » les chercheurs a indiqué.  « D'ailleurs, en plus de produire des fibres musculaires mûres, SMPs transplanté également re-seed la place satellite de cellules et sont mis à jour là tels qu'elles peuvent être recrutées pour participer à de futurs ronds de régénération de muscle.

« Pris ensemble, ces données indiquent que SMPs agissent en tant que cellules de tige renouvelables et transplantables pour le muscle squelettique adulte.  Le niveau de la reconstitution de myofiber réalisé par ces cellules de tige myogenic dépasse cela enregistré à la plupart des autres populations myogenic de cellules et mène à une amélioration saisissante de fonction de contraction de muscle dans des muscles SMP-traités.  Ces données fournissent ainsi l'évidence directe que pour l'avenir les cellules de tige isolatable et lignée-spécifiques de muscle squelettique fournissent une source robuste des cellules de rechange de muscle et une option thérapeutique viable pour le traitement des désordres dégénératifs de muscle. »

Les paris ont noté cependant qu'il peut y avoir des complications dans la livraison de la thérapie de cellules chez l'homme, en particulier pour ceux dans des conditions influençant le muscle squelettique dans tout le corps.  Néanmoins, les nouveaux résultats présentent une « occasion de comprendre ce qui se produit [à ces cellules régénératrices] dans la maladie et identifient des facteurs et les voies qui peuvent amplifier leur activité, » elle a dit.  « Nous pouvons obtenir un traitement sur les drogues qui pourraient viser l'affaiblissement de muscle » non seulement dans ceux avec les dystrophies musculaires, mais également dans les personnes âgées souffrant du gaspillage de muscle qui vient avec l'âge.

Comment est-ce qu'une cellule de tige décide ce qui a spécialisé l'identité pour adopter - ou rester simplement une cellule de tige ? Une nouvelle étude suggère que la vue conventionnelle, qui suppose que des cellules « sont chargées » pour progresser le long de prescrire signaler des voies, soit trop simpliste. Au lieu de cela, elle supporte l'idée que les cellules différencient par le comportement collectif des familles multigéniques dans un réseau qui mène finalement juste à quelques points finaux - juste comme un marbre sur un sommet peut voyager un nombre presque infini de chemins de haut en bas, seulement pour arriver dans la même vallée.

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Une fois exposée à un facteur de croissance, une cellule de tige de sang, représentée par un marbre bleu, tombe dans un nouvel « état d'attractor, » représenté comme vallée dans un horizontal, pour devenir une globule rouge. Les différentes influences, telles que la différentiation factorise, peuvent des cellules de tige de fil de sortie au même état d'attractor, mais chaque cellule peut prendre les chemins très différents bien que l'horizontal pour y arriver (juste comme un marbre pourrait prendre un chemin différent chaque fois qu'il roule vers le bas une colline). Crédit : Graham Paterson, l'hôpital d'enfants Boston

Les résultats, édités dans la question du 22 mai de la nature, donnent un aperçu dans la façon dont ce comportement collectif fonctionne, et prouvent que les populations de cellules mettent à jour une variabilité intégrée que la nature peut armer pour la modification dans les bonnes conditions. Les résultats aident également à expliquer pourquoi le processus de différencier des cellules de tige dans des lignées spécifiques dans le laboratoire a été fortement inefficace.

Mené par Sui Huang, MD, PhD, un professeur agrégé de visite dans le programme vasculaire de biologie de Boston de l'hôpital d'enfants (maintenant aussi sur la faculté de l'université de Calgary), et Hannah Chang, un étudiant de MD/PhD chez le programme vasculaire de la biologie des enfants, les chercheurs ont examiné comment les cellules de tige de sang « décident » d'aller bien à des ancêtres de globule sanguin blanc ou à des ancêtres de globule rouge.

Ils ont commencé en examinant des populations des cellules de tige apparemment identiques de sang, et ont constaté qu'un repère de cellules de « stemness, » une protéine appelée le Sca-1, était réellement présent dans des quantités fortement variables de cellule à la cellule - en fait, elles ont trouvé un intervalle de 1.000 fois. L'on a pourrait penser que les basses cellules Sca-1 sont simplement ces cellules qui ont spontanément différencié. Cependant, quand Huang et Chang ont divisé les cellules exprimant le bas, le support et les niveaux élevés de Sca-1 et les ont cultivés, chaque descendant que la population de cellules a récapitulé le même large intervalle des niveaux Sca-1 plus de neuf jours ou plus, indépendamment par de quels niveaux ils ont commencé.

« Nous avons alors demandé, sommes ces cellules également biologiquement différentes ? » dit Huang, l'auteur aîné du papier. « Et il s'est avéré les étaient excessivement différent dans la différentiation. »

Les boules vertes représentent des cellules de tige de sang dans un « bassin » stable sur l'horizontal, où elles restent des cellules de tige. Chaque position sur l'horizontal que les boules occupent correspond à un état d'expression de gène et peut être assignée une « énergie. » Une augmentation de l'énergie ou du mouvement des boules dans le bassin améliore la probabilité à la laquelle une boule échappera du bassin, mais ne la polarise pas vers un destin particulier (dans ce cas-ci, les globules sanguins rouges ou blancs). Seulement un changement de l'horizontal induit par un facteur de différentiation peut incliner l'équilibre vers un autre état stable, entraînant les cellules de tige « roulez vers le bas les vallées » et les différenciez aux globules sanguins rouges ou blancs. Crédit : Courtoisie Sui Huang, DM, PhD, hôpital d'enfants Boston et université de Calgary

Cellules de tige de sang avec les niveaux bas de Sca-1 différencié dans des ancêtres de globule rouge sept fois plus souvent que la haute de cellules dans Sca-1 une fois exposé à l'érythropoïétine, un facteur de croissance qui favorise la production de globule rouge. Réciproquement, quand des cellules de tige ont été exposées au facteur colonie-stimulant de granulocyte-macrophage, qui stimule la formation de globule sanguin blanc, ceux qui étaient les plus hauts dans Sca-1 étaient les le plus susceptibles de devenir les cellules blanches. Cependant, dans les deux expériences, chacun des trois groupes de cellules a maintenu des caractéristiques des cellules de tige.

Huang et Chang alors ont regardé les protéines GATA1 et PU.1, les facteurs de transcription qui favorisent normalement la différentiation dans les globules sanguins rouges et blancs, respectivement. Les cellules de tige de sang qui étaient basses en Sca-1 (et globules rouges devenues les plus enclines) ont eu beaucoup plus de GATA1 qu'ont fait le high- et les cellules medium-Sca-1. Les cellules de tige hautes dans Sca-1 (et moindres à globules rouges devenues enclines) ont eu les niveaux les plus élevés de PU.1.

Mais le plus important, les différences dans Sca-1, les niveaux GATA1 et PU.1 à travers les trois groupes de cellules est devenu le temps fini moins prononcé, de même qu'a fait la variabilité dans la propension des cellules de différencier, suggérant que les différences soient passagères.

Dans une étape finale, Huang et Chang avaient l'habitude des microarrays pour regarder le génome entier des cellules. De nouveau, ils ont trouvé la variabilité énorme dans la population apparent uniforme de cellules : plus de 3.900 gènes ont été différentiel exprimés ("ON" ou "OFF" tourné) entre le low- et les cellules high-Sca-1. Et de nouveau, cette variabilité était dynamique : les différences ont diminué avec le temps, avec l'activité de gène dans les cellules low- et high-Sca-1 devenant plutôt celle dans le groupe moyen.

Ensemble, les résultats font le cas qu'une fluctuation ou un recyclage lente de l'activité de gène tend à mettre à jour des cellules dans un état stable, tout en également les amorçant pour différencier quand les conditions sont exactes.

« Même si les cellules sont officiellement génétiquement identiques et appartiennent au même clone, les différents membres de cette population sont très différents à un moment donné, » dit Huang. « Cette hétérogénéité habituellement a été vue en tant que bruit aléatoire de mesure de `, 'et, plus récemment, en tant que bruit d'expression de gène de `. 'Mais elle s'avère être très importante, et sert de base au multipotency des cellules de tige - leur capacité de différencier dans des lignées multiples. »

La « nature a créé une voie incroyablement élégante et simple de créer la variabilité, et la mise à jour de elle à un niveau régulier, permettant à des cellules de répondre aux changements de leur environnement d'une voie systématique et contrôlée, » ajoute Chang, le premier auteur sur le papier.

En pratique, le travail suggère que les biologistes de cellules de tige puissent devoir changer leur approche en différencier des cellules de tige dans le laboratoire pour des applications thérapeutiques.

(a) La protéine de la concentration Sca-1, un repère de « stemness, » varie considérablement dans une population des cellules de tige, bien que la concentration la plus commune soit vers le milieu de l'intervalle. (b) Si la population des cellules de tige est divisée en trois niveaux Sca-1 de groupes (le bas, moyen et élevé), et ces cellules sont permises de se diviser et se développer, (c) chaque groupe de descendants reproduira l'intervalle initial des concentrations Sca-1. Ceci suggère que les populations des cellules de tige, bien que génétiquement identiques, aient une variabilité innée qui peut constituer la base pour la différentiation de tige-cellule. Cette variabilité a pu être tapée pour augmenter l'efficacité de la différentiation de tige-cellule pour des buts thérapeutiques. Crédit : Graham Paterson, l'hôpital d'enfants Boston

« Jusqu'ici le processus a été fortement inefficace - seulement les 10 à 50 pour cent de cellules répondent à l'hormone ou celui qui est donné pour les faire différencier, » Huang dit. « Qui est en raison de l'hétérogénéité inhérente des cellules. Les gens avaient trouvé de plus en plus les cocktails sophistiqués de stimulateur, mais nous pourrions rendre le processus plus efficace en armant l'hétérogénéité et l'identification des cellules qui déjà sont fortement portées en équilibre pour différencier. »

Chang a déjà fait des expériences de suivi prouvant que la différentiation de cellules de tige peut être rendue excessivement plus efficace en choisissant la sous-population droite des cellules de tige et en les stimulant promptement, alors qu'elles sont les plus susceptibles de différencier. « Je ne fais rien compliqué - juste utilisant quelle nature a déjà, » elle dit.

Mais les résultats défient également des biologistes de changer comment ils pensent aux processus biologiques. Le travail supporte l'idée des systèmes biologiques se déplaçant vers un « état stable d'attractor, » un concept emprunté à la physique. Dans ce cas-ci, les cellules de tige de sang tendent à demeurer des cellules de tige de sang, pourtant elles éprouvent des fluctuations inhérentes dans l'activité de gène et la production de protéine qui peuvent parfois être assez pour incliner l'équilibre et pour les faire tomber dans d'autres états d'attractor - des ancêtres de globule sanguin à savoir, rouge ou blanc. Les facteurs de croissance spécifiques peuvent incliner l'équilibre, mais ces facteurs font partie d'un horizontal global ce des cellules de guides vers différents destins. Une volonté inclinée allante de marbre par la suite terminer vers le haut dans une vallée, mais que la vallée qu'elle tombe dans dépend de la forme de l'horizontal.

La « croissance ou la différentiation factorise augmente simplement la probabilité qui une cellule se développera ou différenciera, » dit Donald Ingber, DM, PhD, un co-auteur sur le papier qui, avec Huang, a servi de mentor de Chang sur le projet. La « différentiation de cellules est une propriété d'ensemble, un comportement collectif, inhérents à l'architecture et à l'ensemble de système d'interactions de normalisation. »

Une étude précédente par Huang établi, pour la première fois, qu'une cellule donnée peut montrer une configuration très différente d'activité de gène de son voisin, prenant un chemin très différent par l'horizontal, pourtant terminent vers le haut dans la même vallée. Lui et ses collègues ont exposé des cellules de précurseur à deux drogues complètement différentes (DMSO et acide retinoic) et ont attentivement suivi l'expression de gène des cellules. Les deux groupes de cellules par la suite différenciées pour devenir neutrophiles (un type de globule sanguin blanc), mais les chemins moléculaires qu'ils ont pris et leurs configurations d'expression de gène étaient complètement différentes jusqu'au jour sept, quand elles ont finalement convergé.

L'analogie d'horizontal et la « prise de décision » collective sont des concepts peu familiers aux biologistes, qui ont tendent à se concentrer sur les gènes simples agissant dans des voies linéaires. Ceci a rendu le travail au commencement difficile à éditer, note Huang. « Il est difficile que les biologistes se déplacent de penser aux voies simples à penser à un horizontal, qui est la manifestation mathématique de l'intégralité de toutes les voies possibles, » il dit. « Une voie simple n'est pas une bonne voie de comprendre un processus entier. Notre but a été de comprendre la force d'entraînement derrière lui. »

Dr. Richard Flavell (Université de Yale) et collègues identifient la protéine de c-Cbl pendant qu'un répresseur critique de renouvellement automatique hématopoïétique des cellules de tige (HSC) dans l'issue du 15 avril de G&D.  En plus d'établir un rôle principal pour l'ubiquitylation de protéine dans le développement de HSC, ceci qui trouve pose en principe le c-Cbl comme cible potentielle dans la recherche dans l'ingénierie de cellules de tige aussi bien que des traitements cellulaires de leucémie.

Dr. Flavell décrit le travail en tant qu'élucidation « d'une dimension originale dans notre arrangement le renouvellement automatique des cellules de tige hématopoïétiques. »

Comme toutes les populations de cellules de tige, réponse de HSC sur la division cellulaire asymétrique pour produire de deux cellules de fille différentes : une une future cellule de tige, et une cellule différente qui différenciera plus loin dans un type plus spécialisé de cellules.  Ainsi, un équilibre est frappé entre la production de nouveaux types de cellules et le renouvellement du regroupement de cellules de tige.  Cependant, les déséquilibres entre le renouvellement automatique de HSC et la différentiation peuvent mener aux malignités hématologiques comme la leucémie.

Le groupe de Dr. Flavell's a découvert que la ligase de l'ubiquitin E3, c-Cbl, supprime le renouvellement automatique de HSC.  Les chercheurs ont produit des souris transgéniques déficientes en c-Cbl, et ont expliqué que ces souris de c-Cbl-mutant affichent un plus grand nombre de HSCs.

L'auteur important, Dr. Chozhavendan Rathinam, est confiant que « nos résultats puissent faciliter l'expansion et la manipulation des cellules de tige hématopoïétiques pour l'ingénierie de tissu et refouler des thérapies cellulaires. »

CAMBRIDGE, Massachusetts (le 18 avril 2008) - une équipe de chercheurs ont expliqué cela entièrement mûr, les cellules de B différenciées peut être reprogrammé à l'embryonnaire-tige-cellule-comme l'état, sans utilisation d'un oeuf selon une étude éditée dans la question du 18 avril de la cellule.

Dans la recherche précédente, des cellules pluripotent induites de la tige (IPS) ont été créées des fibroblastes, un type spécifique de cellules épithéliales qui peuvent différencier dans d'autres types de cellules épithéliales.  Puisqu'il n'y a aucune voie de dire si les fibroblastes étaient entièrement différenciés, les cellules utilisées dans des expériences plus tôt ont pu moins avoir été différenciées et donc plus facile à convertir en embryonnaire-tige-cellule-comme l'état de cellules d'IPS.

Les cellules de B sont des cellules immunisées qui peuvent lier aux antigènes spécifiques, tels que des protéines des bactéries, des virus ou des micro-organismes.  À la différence des fibroblastes, les cellules de B mûres ont une partie spécifique de leur ADN coupée comme étape finale de maturation.  « Une fois cette partie d'ADN est coupée, elle ne peut pas revenir, » dit Jacob Hanna, le premier auteur sur le papier et un camarade post-doctoral dans le laboratoire de Rudolf Jaenisch de membre de Whitehead.  « En contrôlant le génome donnez-nous une voie de nous assurer que les cellules en résultant d'IPS n'étaient pas des cellules non mûres. »

Hanna et ses collègues ont commencé l'expérience en produisant des cellules d'IPS des cellules de B non mûres.  Semblable au processus employé pour créer des cellules d'IPS des cellules de fibroblaste, Hanna a avec succès reprogrammé les cellules de B non mûres dans des cellules d'IPS en employant des retroviruses pour transférer quatre gènes (le 4 octobre, le Sox2, le c-Myc et le Klf4) dans l'ADN des cellules.

Cependant, un facteur supplémentaire, CCAAT/enhancer-binding-protein- ?  (C/EBP ?), était nécessaire pour pousser les cellules de B mûres à reprogrammer comme cellules d'IPS.

Comme des cellules d'IPS des études plus tôt de fibroblaste, les cellules d'IPS des cellules de B mûres et non mûres ont pu être employées pour créer des souris.  Les souris développées des cellules de B mûres reprogrammées manquaient la même partie de leur ADN que les cellules de B mûres, expliquant que Hanna et ses collègues avaient avec succès reprogrammé les cellules entièrement différenciées.

En plus d'expliquer la puissance de la reprogrammation, ce travail offre la promesse de nouveaux modèles puissants de souris pour les maladies autoimmunes telles que la sclérose en plaques et le diabète de type 1, dans lesquels le corps attaque certains types de ses propres cellules.  Par exemple, des cellules mûres de B ou de T spécifiques pour des cellules nerveuses appelées le glia pourraient être reprogrammées aux cellules d'IPS et être puis employées pour créer des souris avec un système immunitaire entier qui s'amorce pour attaquer seulement les cellules de glia, créant de ce fait un modèle de souris pour étudier la sclérose en plaques.

Par la suite, les chercheurs pourront étudier les maladies en suivant un processus semblable avec les cellules humaines, prévoit Jaenisch, qui est également un professeur de biologie chez massachusetts.institute.of.technology.  « En principe, ceci te permettra de transférer une maladie humaine génétique complexe dans une boîte de Pétri, Et l'étudie, » il dit.  « Qui pourrait être la première étape pour analyser la maladie et pour définir une thérapie. »

Référence :

Cellule, 18 avril 2008 134 (2). « Reprogrammation directe des lymphocytes mûrs terminalement différenciés de B au pluripotency »

Jacob Hanna (1), Styliani Markoulaki (1), Patrick Schorderet (1), barbe de Caroline (1), Bryce W. Carey (1), Marius Wernig (1), Menno P. Creyghton (1), Eveline J. Steine (1), (1), John P. Cassady (1), Christopher J. Lengner (1), Jessica A. Dausman (1), Rudolf Jaenisch (1.2)

1. Institut de Whitehead pour la recherche biomédicale, Cambridge, mA 02142 Etats-Unis

2. Service de la biologie, MIT, Cambridge, mA 02142 Etats-Unis

Une équipe de chercheurs à l'École de Médecine de Yale les cellules de tige ont identifié, caractérisentes et copiées de cancer ovarien et ont prouvé que ces cellules de tige peuvent être la source de répétition et sa résistance de cancer ovarien à la chimiothérapie.

« Ces résultats nous amènent plus près de plus pertinent et traitement visé pour le cancer ovarien épithélial, une des formes les plus mortelles du cancer, » a dit MOR de Gil,M.D., associate professor in the Department of Obstetrics, Gynecology & Reproductive Sciences at Yale School of Medicine.

Mor presented his findings recently at the annual meeting of the American Association for Cancer Research (AACR) Meeting in San Diego, California.

Cancerous tumors are made up of cells that are both cancerous and non-cancerous.  Within cancerous cells, there is a further subclass referred to as cancer stem cells, which can replicate indefinitely.

“Present chemotherapy modalities eliminate the bulk of the tumor cells, but cannot eliminate a core of these cancer stem cells that have a high capacity for renewal,” said Mor, who is also a member of the Yale Cancer Center.  “Identification of these cells, as we have done here, is the first step in the development of therapeutic modalities.”

Mor and colleagues isolated cells from 80 human samples of either peritoneal fluid or solid tumors.  The cancer stem cells that were identified were positive for traditional cancer stem cell markers including CD44 and MyD88.  These cells also showed a high capacity for repair and self-renewal.

The isolated cells formed tumors 100 percent of the time.  Within those tumors, 10 percent of the cells were positive for cancer stem cell marker CD44, while 90 percent were CD44 negative.

Mor and his team were able to isolate and clone the ovarian cancer stem cells.  They found that these cells were highly resistant to conventional chemotherapy while the non-cancer stem cells responded to treatment.  “Isolating and cloning these cells will lead to development of new treatments to target and eliminate the cancer stem cells and hopefully prevent recurrence,” said Mor.

New cellular therapies benefits came to light as a result of powerful PET and SPECT imaging in a recent study reported in the April issue of the Journal of Nuclear Medicine. Researchers in Germany were able to observe the repair action of circulating progenitor cells (CPCs), immature blood-derived cells capable of developing into adult stem cells, as they successfully preserved healthy heart tissue and corrected blood flow imbalance within the heart.

Twenty-six patients took part in the randomized, placebo-controlled and double-blinded study. Following the recanalization of blocked coronary arteries (the surgical reopening or formation of new paths for blood flow), one group received an infusion of progenitor cells. FDG PET and 99mTc-tetrofosmine-SPECT were then used to image relative changes in myocardial perfusion (blood flow through the middle and thickest part of the heart) and glucose metabolism.

The results were compared with a control group that had undergone recanalization but did not receive CPCs. In the CPC group, normalization of glucose metabolism and coronary blood flow was seen in nearly 50 percent of the repaired artery segments.

“PET and SPECT are the only techniques capable of validating the metabolic changes we needed to observe in the heart once we had administered the progenitor cells,” said Kai Kendziorra, M.D., a specialist in Nuclear Medicine at the University of Leipzig in Leipzig, Germany. “The results shown by these imaging modalities provide the evidence needed to expand the use of CPC treatment.”

Earlier research has shown that when a patient’s progenitor cells are activated by growth factors, the result is increased cell division, which is vital to the tissue repair process. In this study, progenitor cells developed from circulating blood were also found to be capable of repairing dysfunctional—yet viable—myocardial tissue, a condition referred to as “hibernating myocardium.”

Kendziorra said he believes that in addition to assisting in monitoring and guiding treatment of heart patients, PET scans may also be helpful in selecting those who would profit the most from CPC administration.

“Early detection of hibernating myocardial tissue via noninvasive imaging modalities such as PET and SPECT will help us to assess a patient’s myocardial metabolism and blood flow,” he said. “Subsequent early coronary recanalization and CPC administration may lead to treatment-specific normalization and reduce the risk of cardiac events over longer periods.”

“For decades, nuclear medicine imaging has contributed functional assessment to the anatomical definition of the presence or absence of disease,” said Alexander J. McEwan, M.D., president of SNM. “Today molecular imaging is on the way to revolutionizing patient care—by integrating information about location, structure, function and biology—leading to a package of non-invasive imaging tools with enormous potential for improving patient care and outcomes.”

Co-authors of “Effect of Progenitor Cells on Myocardial Perfusion and Metabolism in Patients After Recanalizatoin of a Chronically Occluded Coronary Artery” include Henryk Barthel, Osama Sabri and Regine Kluge, Department of Nuclear Medicine; Sandra Erbs and Gerhard Schuler, Heart Center Leipzig GmbH; and Frank Emmrich, Institute of Clinical Immunology and Transfusion Medicine, all with the University of Leipzig, Leipzig, Germany; and Rainer Hambrecht, Department of Nuclear Medicine, University of Leipzig, Leipzig, Germany and Heart Center Bremen, Bremen, Germany.