L'osservazione dei cambiamenti delle cellule dei vasi sanguigni potrebbe aiutare a rilevare precocemente le arterie bloccate
Uno studio sui topi ha dimostrato che potrebbe essere possibile rilevare i primi segni di aterosclerosi, che porta all'ostruzione delle arterie, osservando come le cellule dei nostri vasi sanguigni cambiano la loro funzione. Le cellule muscolari che rivestono i vasi sanguigni sono note da tempo per svolgere più attività. Mentre la loro funzione principale è pompare il sangue attraverso il corpo, sono anche coinvolti nel "rattoppo".’ lesioni nei vasi sanguigni. Cambio troppo zelante di queste celle dal "pompaggio".’ alla "riparazione".’ la modalità può portare all'aterosclerosi, con conseguente formazione di "placche".’ nei vasi sanguigni che bloccano il flusso sanguigno.
Utilizzo di tecnologie genomiche all'avanguardia, un team interdisciplinare di ricercatori con sede a Cambridge e Londra ha catturato un piccolo numero di cellule muscolari vascolari nei vasi sanguigni del topo nell'atto di cambiare e ha descritto le loro proprietà molecolari. I ricercatori hanno utilizzato una metodologia innovativa nota come sequenziamento dell'RNA a cellula singola, che consente loro di tracciare l'attività della maggior parte dei geni nel genoma in centinaia di singole cellule muscolari vascolari.
Le loro scoperte, pubblicato oggi in Comunicazioni sulla natura, potrebbe aprire la strada per rilevare il "passaggio".’ cellule negli esseri umani, potenzialmente consentendo la diagnosi e il trattamento dell'aterosclerosi in una fase molto precoce in futuro.
L'aterosclerosi può portare a malattie cardiovascolari potenzialmente gravi come infarto e ictus. Sebbene attualmente non esistano trattamenti in grado di invertire l'aterosclerosi, interventi sullo stile di vita come una dieta migliore e un maggiore esercizio fisico possono ridurre il rischio di peggioramento della condizione; la diagnosi precoce può ridurre al minimo questo rischio.
“Sapevamo che sebbene queste cellule nei tessuti sani fossero simili tra loro, in realtà sono piuttosto un miscuglio a livello molecolare,” spiega la dottoressa Helle Jørgensen, capogruppo presso la Divisione di Medicina Cardiovascolare dell'Università di Cambridge, che ha co-diretto lo studio.
“tuttavia, quando avremo i risultati, un numero molto piccolo di cellule nel vaso si è davvero distinto. Queste cellule hanno perso l'attività dei geni tipici delle cellule muscolari a vari livelli, e invece ha espresso un gene chiamato Sca1 che è meglio conosciuto per marcare le cellule staminali, le "cellule madri" del corpo.”
La capacità di rilevare l'attività (o "espressione") di migliaia di geni in parallelo in queste cellule appena scoperte è stato un punto di svolta, dicono i ricercatori.
“Il sequenziamento dell'RNA a cellula singola ci ha permesso di vederlo oltre a Sca1, queste cellule esprimevano tutta una serie di altri geni con ruoli noti nel processo di commutazione,” dice Lina Dobnikar, un biologo computazionale con sede presso il Babraham Institute e primo autore congiunto dello studio.
“Sebbene queste celle non mostrassero necessariamente le proprietà delle celle completamente commutate, abbiamo potuto vedere che li abbiamo colti nell'atto di cambiare, cosa che prima non era possibile.”
Per confermare che queste cellule insolite provenissero da cellule muscolari, il team ha utilizzato un'altra nuova tecnologia, nota come etichettatura del lignaggio, che ha permesso ai ricercatori di tracciare la storia dell'espressione di un gene in ogni cellula.
“Anche quando le cellule hanno completamente disattivato i geni delle cellule muscolari, l'etichettatura del lignaggio ha dimostrato che a un certo punto loro oi loro antenati erano davvero le tipiche cellule muscolari,” dice Annabel Taylor, un biologo cellulare nel laboratorio di Jørgensen e primo autore congiunto dello studio.
Conoscere il profilo molecolare di queste cellule insolite ha permesso di studiare il loro comportamento nella malattia. I ricercatori hanno confermato che queste cellule diventano molto più numerose nei vasi sanguigni danneggiati e nelle placche aterosclerotiche, come ci si aspetterebbe dalla commutazione delle celle.
“Siamo stati fortunati perché le tecnologie di sequenziamento dell'RNA a cellula singola si sono evolute rapidamente mentre stavamo lavorando al progetto,” afferma il dottor Mikhail Spivakov, un biologo genomico e capogruppo presso il MRC London Institute of Medical Sciences, che ha co-diretto lo studio con Jørgensen. Il dottor Spivakov ha svolto il lavoro mentre era capogruppo presso il Babraham Institute. “Quando abbiamo iniziato, guardare centinaia di celle era il limite, ma per l'analisi delle placche aterosclerotiche ne servivano davvero migliaia. Quando siamo arrivati a fare questo esperimento, era già possibile.”
In futuro, i risultati del team potrebbero aprire la strada per la diagnosi precoce dell'aterosclerosi e il trattamento più efficace.
“Teoricamente, vedere un aumento del numero di celle di commutazione in vasi altrimenti sani dovrebbe sollevare un allarme,” dice Jørgensen. “allo stesso modo, conoscere le caratteristiche molecolari di queste cellule può aiutare a bersagliarle selettivamente con farmaci specifici. tuttavia, è ancora presto. Il nostro studio è stato condotto sui topi, dove potremmo ottenere un gran numero di cellule muscolari vascolari e modificare i loro genomi per l'etichettatura del lignaggio. Sono ancora necessarie ulteriori ricerche per tradurre i nostri risultati prima nelle cellule umane e poi nella clinica.”
La ricerca è stata finanziata dalla British Heart Foundation e dalla UK Research and Innovation.
fonte: www.sciencedaily.com, Università di Cambridge
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