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Qualquer planta pode regenerar o tecido em falta?

Qualquer planta pode regenerar o tecido em falta?


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Ainda não encontrei uma planta que, quando um inseto come um buraco em uma de suas folhas, possa regenerar o tecido perdido. Muitas plantas vão crescer um novo caule se o antigo for cortado, mas não é uma regeneração perfeita e não tem nenhuma semelhança na forma com o caule anterior. Existem plantas que podem, mesmo em certo grau, regenerar o tecido em falta?


Em geral, as células vegetais só sofrem diferenciação em regiões especiais da planta conhecidas como meristemas. Dois dos principais tipos de meristema são o meristema apical da raiz (nas pontas das raízes) e o meristema apical do caule (nas pontas dos caules) ^. Dentro do meristema apical do caule, as células da planta se dividem e começam a se diferenciar em diferentes tipos de células (como células diferentes da folha ou células vasculares). O crescimento posterior (digamos, de uma folha) é em grande parte resultado da expansão celular (embora a divisão celular ainda ocorra, mas diminui à medida que a folha se expande). Portanto, se você fizer um furo em uma folha, provavelmente não será preenchido porque as células dessa folha terminaram de crescer e se dividir.

No entanto, à medida que um broto cresce, mais meristemas são criados. Estes são encontrados nos botões axilares, logo acima de onde a folha encontra o caule. Os meristemas nos botões axilares podem crescer para formar ramos. Diferentes plantas obviamente fazem diferentes números de ramos, mas existe um mecanismo de controle comum conhecido como dominância apical, onde o meristema na ponta do caule suprime o crescimento dos botões axilares inferiores. É por isso que um rebento sem galhos pode ser transformado em galhos cortando a ponta (os jardineiros costumam fazer isso para deixar as plantas "pernudas" mais espessas).

Tudo isso foi uma longa explicação para dizer não, uma planta normalmente não se regenera no sentido de preencher as células que desapareceram. No entanto, se você cortar um broto, o próximo botão restante pode começar a crescer e, de certa forma, substituir a parte que foi perdida. Nesse caso, um botão existente é recrutado para formar um novo ramo e substituir a funcionalidade perdida, mas eu não diria que isso se qualifica como regeneração de tecido ausente.

^ Existem também outros tipos de meristema.

^^ Se você tortura células vegetais o suficiente, pode forçá-las a se tornarem "células-tronco" e, assim, fazer uma planta inteiramente nova, mas isso é raro na natureza.


Como uma lagarta regenera os tecidos ausentes: células-tronco adultas pluripotentes alimentam a regeneração planária

Desde que animais, como lagartos e estrelas do mar, foram observados regenerando partes do corpo ausentes, as pessoas se perguntam de onde vêm os novos tecidos. No caso do verme planariano, os pesquisadores do Instituto Whitehead determinaram que a fonte dos extraordinários poderes regenerativos desse animal é um único tipo de célula pluripotente.

A maioria dos animais avançados, incluindo mamíferos, possui um sistema de células-tronco especializadas. Em humanos, temos células-tronco do sangue em nossa medula óssea que produzem células do sangue e do sistema imunológico, células-tronco da pele que produzem novas camadas de pele e células-tronco intestinais que renovam continuamente o revestimento do intestino, para citar apenas algumas. Em humanos, apenas as células-tronco embrionárias e as células germinativas são pluripotentes - com a capacidade de criar todos os tipos de células do corpo.

No verme planário Schmidtea mediterranea, certas células em divisão, chamadas neoblastos, foram identificadas há muito tempo como essenciais para a regeneração que repara os tecidos do verme. Até agora, no entanto, os cientistas não podiam determinar se os neoblastos representam uma mistura de células-tronco especializadas, cada uma das quais regenera tecidos específicos, ou se são pluripotentes e capazes de regenerar todos os tecidos.

"E essa questão está no cerne da compreensão da regeneração nesses animais", diz o membro da Whitehead Peter Reddien, que também é professor associado de biologia no MIT e cientista em início de carreira do Howard Hughes Medical Institute (HHMI). "A razão pela qual nunca foi possível abordar esta questão é porque precisávamos de ensaios que nos permitissem perguntar qual é o potencial regenerativo de células individuais."

Usando métodos complementares, Dan Wagner, Irving Wang - dois estudantes de graduação no laboratório Reddien e co-primeiros autores - e Reddien demonstraram que planárias adultas não apenas possuem células-tronco pluripotentes - conhecidas como neoblastos clonogênicos (cNeoblastos) - mas que uma única célula é capaz de regenerar um animal inteiro. Seus resultados foram publicados na edição de 13 de maio da Ciência.

Em um método, Wagner deu aos planários uma dose de radiação que matou todas as suas células em divisão, exceto para raros cNeoblastos isolados. Marcando células para um gene expresso apenas em neoblastos, Wagner observou que esses cNeoblastos sobreviventes individuais se dividiram para formar grandes colônias de células. Wagner analisou as colônias e descobriu que elas continham células que se diferenciavam em neurônios e células intestinais, indicando um amplo potencial de desenvolvimento para o cNeoblasto inicial. Além disso, Wagner mostrou que um pequeno número de cNeoblastos era capaz de restaurar o potencial regenerativo de animais inteiros.

Usando outro método, Wang e Reddien transplantaram cNeoblastos únicos de uma cepa de planárias em planárias hospedeiras letalmente irradiadas de uma cepa diferente, que não tinha seus próprios neoblastos e a capacidade de se regenerar. Como as células do doador eram distinguíveis do hospedeiro, os pesquisadores demonstraram que o cNeoblast transplantado se multiplicava, diferenciava e, por fim, substituía todos os tecidos do hospedeiro. A partir de uma única célula transplantada, o hospedeiro não apenas recuperou a capacidade de se regenerar, mas também foi convertido à identidade genética da cepa do doador.

Como este trabalho mostrou que os cNeoblastos podem se diferenciar em diversos tipos de tecido e até mesmo substituir todos os tecidos em uma planária hospedeira, os pesquisadores puderam concluir que os cNeoblastos são células-tronco pluripotentes.

Um estudo mais aprofundado dos cNeoblastos pode ajudar os pesquisadores a entender como as células-tronco podem agir para promover a regeneração.

“Esse é um animal que, com a evolução, já resolveu o problema da regeneração”, diz Wagner. "Estamos estudando planárias para ver como funciona seu processo de regeneração. E, um dia, examinaremos quais são as principais diferenças entre o que é possível neste animal e o que é possível em um camundongo ou em uma pessoa."

Num futuro próximo, o grupo de pesquisa está interessado em explorar as novas possibilidades proporcionadas por suas técnicas.

"Os transplantes de uma única célula abriram muito mais experimentos que podemos fazer", diz Wang. "Agora que é possível identificar e isolar cNeoblastos únicos, podemos explorar o que torna essas células pluripotentes."

Esta pesquisa foi apoiada pelo National Institutes of Health (NIH) e pela Fundação Keck.

A afiliação principal de Peter Reddien é com o Whitehead Institute for Biomedical Research, onde seu laboratório está localizado e todas as suas pesquisas são conduzidas. Ele também é um Howard Hughes Medical Institute Early Career Scientist e um professor associado de biologia no Massachusetts Institute of Technology.

Fonte da história:

Materiais fornecidos por Whitehead Institute for Biomedical Research. Original escrito por Nicole Giese. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.


Para regenerar ou não regenerar: fatores que impulsionam a regeneração das plantas

A perda de comunicação célula-célula pode desencadear a regeneração.

Os destinos e estágios de desenvolvimento das células são importantes para a competência regenerativa.

A aquisição de competência para a conversão do destino do tecido é regulada epigeneticamente.

A regeneração da planta é controlada por várias camadas regulatórias e vias de sinalização.

As plantas têm uma capacidade regenerativa notável, mas varia amplamente entre as espécies e tipos de tecido. Se as células / tecidos vegetais iniciam a regeneração depende em grande parte da extensão em que estão restritos ao seu destino de tecido original. Uma vez que as células iniciam o programa de regeneração, elas adquirem um novo destino, formam meristemas e se desenvolvem em órgãos. Durante esses processos, as células devem superar continuamente várias barreiras para a progressão do programa de regeneração até que o órgão (ou planta inteira) esteja completo. Estudos recentes revelaram fatores-chave e sinais que afetam o destino das células durante a regeneração das plantas. Aqui, revisamos pesquisas recentes sobre: ​​(i) entradas de sinais ambientais e estímulos físicos que atuam como gatilhos iniciais de regeneração (ii) respostas celulares epigenéticas e transcricionais a esses gatilhos que levam à reprogramação celular e (iii) moléculas que direcionam a formação e o desenvolvimento do novo nicho de células-tronco. Também discutimos diferenças e semelhanças entre regeneração e desenvolvimento normal.


A ciência da autorreparação: pesquisa de regeneração no Instituto Whitehead

Os seres vivos precisam ser resilientes para sobreviver. A maioria dos animais sofrerá uma lesão em algum momento, e a velocidade e o sucesso de sua recuperação podem determinar se eles vivem ou morrem. Quando se trata de se recuperar de danos corporais substanciais, certos animais têm um ás na manga: regeneração. É o conjunto de processos biológicos que certas espécies usam para reparar ou mesmo substituir partes danificadas de seus corpos. Alguns animais, incluindo espécies de estrelas do mar, lagartos e salamandras, podem regenerar membros inteiros. Outros animais, incluindo espécies de vermes e esponjas, podem desenvolver um corpo totalmente novo a partir de um pequeno pedaço sobrevivente. Embora os humanos tenham alguma capacidade regenerativa - por exemplo, nossa pele muitas vezes pode se recuperar de feridas - essa capacidade empalidece em comparação com a dessas espécies resistentes. Descobrir como desbloquear a capacidade de regenerar membros e órgãos é o Santo Graal da medicina regenerativa.

Pesquisadores do Instituto Whitehead estão descobrindo a genética, os mecanismos e os princípios básicos da regeneração. A questão de por que alguns órgãos de mamíferos podem se regenerar enquanto outros não podem impulsionar a pesquisa da bolsista do Instituto Whitehead, Kristin Knouse. O membro do Instituto Whitehead, Peter Reddien, estuda uma espécie de flatworm capaz de regenerar qualquer parte de seu corpo. Rudolf Jaenisch, um membro fundador do Instituto Whitehead, investigou maneiras de manipular e alterar células-tronco que têm o potencial de se desenvolver em vários tipos de células diferentes. Leia sobre algumas dessas pesquisas abaixo e, para saber mais, siga os links de notícias e vídeos recentes.

Gretchen Ertl / Instituto Whitehead

Decifrando as regras de regeneração

Reddien, também professor de biologia no Massachusetts Institute of Technology e investigador do Howard Hughes Medical Institute, estuda planários (Schmidtea mediterranea), um tipo de flatworm com incríveis capacidades regenerativas. Uma planária pode ser cortada em vários pedaços e cada pedaço crescerá novamente em um verme completo em cerca de duas semanas. A pesquisa sobre como as planárias alcançam esse feito pode levar a uma melhor compreensão dos fatores necessários para a regeneração, tanto nas planárias quanto em geral. Embora Reddien trabalhe principalmente com planárias, ele e o então pesquisador de pós-doutorado Mansi Srivastava, agora professor assistente da Universidade de Harvard, também introduziram uma nova espécie modelo para pesquisa de regeneração, o verme pantera de três bandas, em 2014. A maioria dos genes do laboratório de Reddien descobriu com papéis-chave na regeneração dessas espécies, contrapartes conservadas no genoma humano. Os pesquisadores estudam planárias e minhocas-pantera, que são bem adequadas para experimentos, para descobrir princípios gerais de reparo e regeneração entre as espécies.

Um dos principais focos de Reddien tem sido entender como as células dentro de uma planária - ou uma parte da planária - sabem para onde ir e o que se tornar quando regenerarem as partes ausentes. Como o projeto do corpo é mantido e comunicado entre as células? Como os animais determinam que parte do corpo está faltando?

O laboratório de Reddien descobriu que o tecido muscular dos planários é crucial para orquestrar a regeneração adequada. Em 2013, eles descobriram que os neoblastos, células-tronco planárias, são direcionados para onde ir e o que se tornar por genes de controle de posição (PCGs), e que esses genes são expressos exclusivamente no tecido muscular. Os PCGs fornecem uma espécie de GPS para as células, mantendo um mapa do corpo por meio de sinais secretados do tecido muscular, para orientar a regeneração e a renovação celular regular. A pós-graduação Amelie Raz e Reddien descobriram que o músculo também orquestrou a regeneração no verme pantera de três bandas, levantando a possibilidade de um antigo papel difundido para os músculos na promoção da regeneração no reino animal.

Planarians de três olhos gerados por um truque cirúrgico simples revelando dinâmicas auto-organizadas que ocorrem durante a regeneração.

Kutay Deniz Atabay / Whitehead Institute

Microscopia fluorescente de uma planária.

Lauren Cote / Instituto Whitehead

Para entender como o músculo planariano se tornou tão crítico para a regeneração ao longo da evolução, Reddien tem investigado o tecido de forma mais ampla para determinar todas as suas funções. O músculo planar está se revelando um tecido versátil, e ele e a estudante Lauren Cote descobriram que ele serve como tecido conjuntivo do animal, fornecendo suporte estrutural para o corpo da mesma forma que ossos, tendões, ligamentos e outros tecidos fazem em mamíferos. Uma das funções do tecido conjuntivo é secretar a matriz extracelular, o material entre as células que lhes fornece suporte, proteção, separação física, bem como um meio de comunicação intercelular. Eles especulam que o papel conectivo do músculo planariano pode estar ligado ao seu papel na regeneração, já que ambas as tarefas se relacionam com a manutenção da arquitetura do corpo. Eles estão interessados ​​no amplo papel que o tecido conjuntivo pode ter na regeneração animal.

Para explorar os fatores que orientam as células durante a regeneração, Reddien e o estudante de graduação Kutay Deniz Atabay usaram a regeneração ocular como um estudo de caso. Eles descobriram que o destino final das células oculares progenitoras era determinado por sinais concorrentes dos PCGs e pela proximidade de olhos pré-existentes ou em regeneração. Esta pesquisa ajuda a explicar como as planárias lidam com a incompatibilidade que surge entre o mapa corporal codificado em seus músculos e sua anatomia real após um ferimento ou dissecção.

Reddien e o estudante de graduação Christopher Fincher completaram um atlas do transcriptoma da planária: um catálogo completo de quais genes estão ativos em cada tipo de célula da planária. Embora todas as células em um animal tenham o mesmo DNA, a expressão gênica em cada célula - quais genes são ativados e com que intensidade são expressos - determina a identidade e a atividade da célula. Este atlas completo do transcriptoma do tipo de célula animal é o primeiro de seu tipo. A análise da expressão gênica pode revelar muito sobre os diferentes tipos de células e como elas respondem a diferentes sinais e pistas. Este rico banco de dados deve ser um recurso valioso na pesquisa de Reddien, por exemplo, ajudando-o a identificar outros genes envolvidos na regeneração.

Às vezes, Reddien obtém resultados que o surpreendem, como quando ele e a estudante de pós-graduação Aneesha Tewari estavam estudando um conjunto de processos chamado resposta de tecido ausente que eles pensavam ser essencial para a regeneração. Juntos, esses processos facilitam o reparo e a regeneração perto dos locais da ferida em planárias e outros animais capazes de regeneração. Como a resposta do tecido ausente é proeminente durante a cura e difundida entre as espécies, Reddien levantou a hipótese de que era essencial para a regeneração, mas quando ele e Tewari desativaram a resposta do tecido ausente, eles descobriram que este não era - na maioria dos cenários - o caso. Esta descoberta sugere que a resposta ausente do tecido não impulsiona a regeneração, simplesmente a acelera e, assim, simplifica a lista de ingredientes essenciais necessários para a regeneração.


Sistema nervoso

A cabeça de uma planária contém dois gânglios conectados, conhecidos como gânglios cerebrais. Um gânglio é uma massa de tecido nervoso composta de corpos celulares de neurônios. O corpo celular contém o núcleo e as organelas de um neurônio. Uma extensão do corpo celular chamada axônio transmite o impulso nervoso para o próximo neurônio. Os nervos de um planário contêm um feixe de axônios.

Os nervos se estendem dos gânglios cerebrais através do corpo planário, que contém outros gânglios. Gânglios e nervos formam um sistema nervoso em forma de escada, conforme mostrado na ilustração abaixo.

Os gânglios conectados na cabeça de uma planária são às vezes chamados de cérebro, embora formem uma estrutura muito mais simples do que o nosso cérebro. No entanto, a atividade do "cérebro" do animal é interessante. Esta atividade está sendo explorada em experimentos de aprendizagem e farmacologia envolvendo o animal.

Sistema nervoso de uma planária

O corpo de um planário contém músculos que se estendem em várias direções. Sua superfície inferior produz muco e possui muitas estruturas semelhantes a fios de cabelo chamadas cílios. Esses recursos permitem que o animal se mova sobre as superfícies usando um movimento de deslizamento conforme os cílios batem. Os planários também nadam na água.


O núcleo só funciona sem danos

Por ser um órgão complexo, o núcleo para de funcionar totalmente quando é danificado. Pense em um mecanismo de relógio. Cada parte deve ser desempenhada em conjunto para atingir um objetivo. Se você remover pelo menos uma roda dentada, toda a engenhoca para de funcionar. Agora, para o seu núcleo, isso significaria o seguinte:

  • Pode regenerar matéria orgânica
  • Ele para de regenerar uma vez que está danificado
  • Ele nunca pode se regenerar, uma vez que não pode regenerar de uma vez danificado

Ele não pode reparar o dano causado a ele, o que reduz a capacidade regenerativa de Evas.

Tenha em mente que esta solução estende a palavra "reduzir" um pouco

Certamente reduz a capacidade, mas apenas a zero. Se você quiser que um núcleo danificado funcione (com menos eficiência), sugiro uma abordagem diferente, como a resposta do "DNA diferente".

Ele tem seu próprio sistema circulatório, de modo que, se o coração estiver danificado, pode ser reparado sem batimentos cardíacos. Esse sistema circulatório fica dormente até ser necessário, momento em que o órgão secreta de uma "bexiga" as células de reparo para a área danificada. No entanto, esse sistema circulatório não realimenta o próprio órgão.

As células são produzidas e armazenadas nesta bexiga até serem necessárias. Isso permite a entrega rápida de uma grande quantidade de células de reparo. A bexiga pode se auto-regenerar, pois está cheia de células reparadoras. No entanto, o órgão só tem um pequeno número dessas células em um determinado momento, pois as envia para a bexiga de reparo. Quaisquer reparos no próprio órgão são lentos.

As células fluem para a bexiga após a produção, se detecta danos, repara imediatamente no próprio órgão. Pense nisso como uma árvore, as folhas produzem as células, elas fluem pelo caule, para o galho, para o tronco. Se a folha for cortada, não haverá caminho para as células retrocederem. Se uma célula de reparo acabou de ser produzida e ainda está lá quando o dano ocorreu, ela pode reparar a folha.

Quando 1/2 das células de reparo são destruídas, leva o dobro do tempo para a bexiga encher. Ele resolve a questão de 'de onde vem o problema' ao reparar. Não é infinito, ele se acumula lentamente com o tempo e é armazenado na bexiga de reparo. Muitos danos ao corpo exigiriam um longo período de tempo para cicatrizar, quando o baixo teor de células só repara o essencial para a vida. Essa ideia deixa em aberto a possibilidade de avanços médicos que permitiriam às cirurgias distribuir manualmente essas células de volta aos seus produtores para reparo. o mesmo para transplantes de órgãos, suponho.

A decapitação BTW é o fim do jogo. só pode haver um.

Vejo duas maneiras fáceis de fazer isso. Lserni propôs um método bastante estável e, honestamente, o deles faz muito sentido. Mas aqui estão minhas opiniões sobre a questão.

  1. O núcleo é um órgão artificial implantado no nascimento ou antes da puberdade. Quer seja cultivado em um tanque, colhido de outro organismo ou mesmo trazido para o corpo comendo o núcleo de um de seus antepassados ​​mortos. O núcleo pode ser capaz de regenerar outros tecidos, mas requer ajudas externas para se regenerar. Se estes são suplementos dietéticos ou implantes com cirurgia invasiva é uma escolha.

O que parece uma ideia-chave é que sem a regeneração seus EVAs são apenas humanos maiores e mais fortes. Então, por que não capitalizar sobre isso? Eles têm um núcleo que pode dar a eles habilidade regenerativa, mas não pode se regenerar. No entanto, as condições para isso não foram indicadas. Se um núcleo puder ser usado para fins regenerativos, idealmente poderia ter usos de curto prazo mais arriscados. O que acontece se durante a luta ou fuga, o núcleo muda para overdrive e apenas começa a despejar grandes quantidades de células-tronco, adrenalina e amp, possivelmente até causando um crescimento muscular / ósseo breve, embora explosivo, no corpo. No entanto, fazer isso coloca muito estresse no núcleo e pode fazer com que ele comece a quebrar.

Isso dá ao EVA uma capacidade de regeneração e de combate muito forte. Mas para dar o máximo, muito parecido com os humanos, eles arriscam a vida e os membros. No caso deles permanentemente. Danos no núcleo podem causar cicatrizes danificadas e crescimentos anormais de partes regeneradas do corpo. Eventualmente levando a membros inúteis ou cauterizando os cotos para evitar maiores danos ao corpo. Ao comer outros núcleos, implantar outro núcleo ou ingerir um suplemento de algum tipo, eles poderiam se recuperar de forma viável. Mas seria muito arriscado e as chances de eles morrerem seriam altas se seu próprio cerne já estivesse longe o suficiente para ser absolutamente necessário.

  1. O órgão é um organismo simbiótico. Uma "serpente das árvores do Éden" que dá suporte ao hospedeiro EVA com propriedades regenerativas, agindo como uma fonte natural de reparos celulares e imortalidade, ao produzir cópias das células-tronco do hospedeiro. A serpente, em troca, requer nutrientes fornecidos pelo hospedeiro, mas se for suficientemente ferida, ela pode morrer. Isso enfraquece muito o EVA e, na pior das hipóteses, pode causar sua morte ou, na melhor das hipóteses, o desenvolvimento de um sistema imunológico comprometido.

Agora, isso também tem um forro de prata que eu gosto bastante. Veja que esses simbiontes também têm um ciclo de vida natural, sendo dependentes dos EVAs para se alimentar, mas também para encontrar um parceiro. Quando dois EVAs se acasalam, o mesmo ocorre com a serpente dentro deles, simplesmente por meio da troca de fluidos, em vez de estranhas trocas deslizantes. Efetivamente fertilizando um ao outro quando bem-sucedido, isso resulta no desenvolvimento de um óvulo fertilizado pela Serpente em ambos os EVAs. Este óvulo na fêmea acaba (na maioria dos casos) se ligando ao filho ainda não nascido. Mas, em uma gravidez inviável, pode ser comida ou mantida em estase efetiva por seus pais.

O óvulo fertilizado da Serpente, portanto, serve para propagar tanto a Serpente quanto o EVA. Dando a ambos uma grande vantagem na sobrevivência. Com o ovo sobressalente no EVA masculino ou feminino sendo capaz de ser passado adiante (suporte para nojento) pela Serpente rastejando pelo esôfago como uma tênia para cuspir o ovo na boca de outro EVA. Assim, permitindo que novos núcleos sejam transferidos para o EVA com núcleos danificados ou mortos. Também serve a um terceiro propósito: se a serpente parental morre em seu hospedeiro com um ovo fertilizado ainda dentro, ela pode eclodir e tentar tomar o lugar de seus pais como um novo núcleo. O sucesso disso seria variável, mas também notável o suficiente para ter um forte impacto.

Então, esses são meus pensamentos. Órgãos artificiais ou serpentes simbióticas do Éden que se espalham pelos EVAs, registram suas informações genéticas para curá-los e depois as passam para os ovos que colocam como "Maçãs do Conhecimento" na árvore genealógica.


Novo estudo mostra como aumentar a regeneração muscular e reconstruir o tecido

A pesquisa da Salk revela pistas sobre as mudanças moleculares subjacentes à perda muscular ligada ao envelhecimento

LA JOLLA — Um dos muitos efeitos do envelhecimento é a perda de massa muscular, que contribui para a deficiência em pessoas mais velhas. Para conter essa perda, os cientistas do Instituto Salk estão estudando maneiras de acelerar a regeneração do tecido muscular, usando uma combinação de compostos moleculares comumente usados ​​na pesquisa com células-tronco.

Em estudo publicado em 25 de maio de 2021, na Nature Communications, os pesquisadores mostraram que o uso desses compostos aumentou a regeneração das células musculares em camundongos ao ativar os precursores das células musculares, chamados progenitores miogênicos. Embora mais trabalho seja necessário antes que essa abordagem possa ser aplicada em humanos, a pesquisa fornece uma visão sobre os mecanismos subjacentes relacionados à regeneração e ao crescimento muscular e pode um dia ajudar os atletas e também os adultos mais velhos a regenerar o tecido de forma mais eficaz.

“A perda desses progenitores tem sido associada à degeneração muscular relacionada à idade”, diz Salk Professor Juan Carlos Izpisua Belmonte, autor sênior do artigo. “Nosso estudo revela fatores específicos que são capazes de acelerar a regeneração muscular, além de revelar o mecanismo pelo qual isso ocorreu.”

A indução de fatores de Yamanaka (OKSM) nas fibras musculares aumenta o número de progenitores miogênicos. Topo, fundo de controle, tratamento. A cor vermelho-rosa é Pax7, um marcador de células-tronco musculares. Azul indica núcleos musculares.
Clique aqui para uma imagem de alta resolução.
Crédito: Salk Institute

Os compostos usados ​​no estudo são freqüentemente chamados de fatores Yamanaka, em homenagem ao cientista japonês que os descobriu. Os fatores de Yamanaka são uma combinação de proteínas (chamadas de fatores de transcrição) que controlam como o DNA é copiado para tradução em outras proteínas. Em pesquisas de laboratório, eles são usados ​​para converter células especializadas, como células da pele, em células mais semelhantes a células-tronco que são pluripotentes, o que significa que têm a capacidade de se tornarem muitos tipos diferentes de células.

“Nosso laboratório mostrou anteriormente que esses fatores podem rejuvenescer as células e promover a regeneração de tecidos em animais vivos”, diz o primeiro autor Chao Wang, pós-doutorado no laboratório de Izpisua Belmonte. “Mas como isso acontece não era conhecido anteriormente.”

A regeneração muscular é mediada por células-tronco musculares, também chamadas de células satélites. As células satélite estão localizadas em um nicho entre uma camada de tecido conjuntivo (lâmina basal) e fibras musculares (miofibras). Neste estudo, a equipe usou dois modelos de camundongos diferentes para identificar as alterações específicas das células-tronco musculares ou específicas do nicho após a adição de fatores de Yamanaka. Eles se concentraram em ratos mais jovens para estudar os efeitos dos fatores independentes da idade.

No modelo específico da miofibra, eles descobriram que adicionar os fatores Yamanaka acelerou a regeneração muscular em camundongos, reduzindo os níveis de uma proteína chamada Wnt4 no nicho, que por sua vez ativou as células satélites. Em contraste, no modelo específico da célula satélite, os fatores de Yamanaka não ativaram as células satélite e não melhoraram a regeneração muscular, sugerindo que Wnt4 desempenha um papel vital na regeneração muscular.

De acordo com Izpisua Belmonte, que ocupa a cadeira Roger Guillemin, as observações deste estudo podem eventualmente levar a novos tratamentos visando Wnt4.

“Nosso laboratório desenvolveu recentemente novas tecnologias de edição de genes que podem ser usadas para acelerar a recuperação muscular após uma lesão e melhorar a função muscular”, diz ele. “Podemos usar essa tecnologia para reduzir diretamente os níveis de Wnt4 no músculo esquelético ou para bloquear a comunicação entre Wnt4 e as células-tronco musculares.”

Os pesquisadores também estão estudando outras maneiras de rejuvenescer as células, incluindo o uso de mRNA e engenharia genética. Essas técnicas podem eventualmente levar a novas abordagens para estimular a regeneração de tecidos e órgãos.

Outros autores incluem: Ruben Rabadan Ros, Paloma Martinez Redondo, Zaijun Ma, Lei Shi, Yuan Xue, Isabel Guillen-Guillen, Ling Huang, Tomoaki Hishida, Hsin-Kai Liao, Concepcion Rodriguez Esteban e Pradeep Reddy de Salk Estrella Nuñez Delicado de Universidad Católica San Antonio de Murcia na Espanha e Pedro Guillen Garcia da Clinica CEMTRO na Espanha.

O trabalho foi financiado pelo NIH-NCI CCSG: P30 014195, o Helmsley Trust, Fundacion Ramon Areces, Asociación de Futbolistas Españoles (AFE), Fundacion Pedro Guillen, Universidade Católica San Antonio de Murcia (UCAM), a Fundação Moxie e CIRM (GC1R -06673-B).


Partes faltando? Segredo de regeneração de salamandra revelado

As salamandras podem regenerar membros inteiros e regenerar partes de órgãos importantes, uma habilidade que depende de seu sistema imunológico, mostram as pesquisas.

Um estudo do axolotl (Ambystoma mexicanum), uma salamandra aquática, revela que as células imunológicas chamadas macrófagos são críticas nos estágios iniciais da regeneração de membros perdidos. A eliminação dessas células impediu permanentemente a regeneração e levou à formação de cicatrizes no tecido. As descobertas apontam para possíveis estratégias de reparo de tecidos em humanos.

"Podemos olhar para as salamandras como um modelo de como é a regeneração perfeita", disse o principal autor do estudo, James Godwin, em um comunicado. "Precisamos saber exatamente o que as salamandras fazem e como o fazem bem, para que possamos fazer a engenharia reversa disso em terapias humanas", acrescentou Goodwin, do Australian Regenerative Medicine Institute (ARMI) da Monash University em Melbourne. [Pronto para a Escola Médica? Teste a inteligência do seu corpo]

Em mamíferos, as células macrófagos desempenham um papel importante na resposta do sistema imunológico a lesões, chegando a uma ferida em dois a quatro dias. Lá, eles engolfam e digerem patógenos, ou partículas infecciosas, e geram sinais inflamatórios e antiinflamatórios para a cura.

Agora, Godwin e seus colegas mostraram que os macrófagos são essenciais para a capacidade de super-heróis das salamandras de brotar novos membros. Os pesquisadores estudaram os processos bioquímicos que ocorreram em salamandras no local de uma amputação de membro. Eles então eliminaram algumas ou todas as células dos macrófagos para determinar se essas células eram essenciais para o recrescimento dos membros.

Sinais de inflamação foram detectados nos locais da ferida um dia após as amputações. Inesperadamente, sinais antiinflamatórios, que normalmente chegam mais tarde em mamíferos em recuperação de lesões, também estiveram presentes naquela época. Junto com esses sinais, os pesquisadores detectaram macrófagos na ferida, com pico em número cerca de quatro a seis dias após a lesão.

Para investigar o papel dos macrófagos na regeneração dos membros da salamandra, os pesquisadores injetaram nos animais uma substância química que destrói ou "esgota" essas células. Os níveis de macrófagos foram parcial ou totalmente esgotados.

As salamandras que tiveram todos os macrófagos removidos não conseguiram gerar novos membros e mostraram um acúmulo substancial de tecido cicatricial. Salamandras que tinham apenas alguns de seus macrófagos ainda podiam regenerar seus membros, mas mais lentamente do que o normal.

Uma vez que as salamandras reabasteceram seus níveis de macrófagos, os pesquisadores amputaram novamente os cotos dos membros dos animais, que então se regeneraram totalmente na taxa normal. Coletivamente, essas descobertas sugerem que os macrófagos são essenciais para as notáveis ​​habilidades de cura de feridas das salamandras.

Estudar as habilidades regenerativas das salamandras pode oferecer uma visão sobre o tratamento da medula espinhal e lesões cerebrais em humanos, dizem os pesquisadores. Além disso, o conhecimento pode levar a novos tratamentos para doenças cardíacas e hepáticas ou à recuperação de uma cirurgia, evitando cicatrizes prejudiciais.

Já se sabe que os macrófagos desempenham um papel vital no desenvolvimento de órgãos e tecidos em embriões de camundongos. They produce small signaling molecules that activate other types of cells that promote the growth of new limbs and the healing of wounds.

Many animals may have a capability for tissue regeneration that has been turned off as the result of evolution, but it might be possible to reactivate the process, Godwin said.

The findings were detailed today (May 20) in the journal Proceedings of the National Academy of Sciences.


Let's Reminisce: Persuading the human body to regenerate its limbs

Wouldn&rsquot it be great if the human body could regenerate a missing limb? Michael Levin, a developmental biologist at Tufts University, believes it can be done. He studies how bodies grow, heal, and in some cases regenerate.

He has made a number of important discoveries by working on the planarian, a flatworm about two centimeters long. If you cut off its head, it grows a new one. Simultaneously, its severed head grows a new tail. In fact, researchers have discovered that no matter how many pieces you cut a planarian into&mdashthe record is 279&mdashyou will get that many new worms. Somehow each part knows what&rsquos missing and builds it anew.

The most astonishing part is that Levin hasn&rsquot touched the planarian&rsquos genome. Instead, he&rsquos changed the electrical signals among the worm&rsquos cells. By altering this electric patterning, he revised the organism&rsquos &ldquomemory&rdquo of what it was supposed to look like.

This is where possible applications to humans enter the conversation. Levin&rsquos work is part of a convergence between biology and computer science. In the past 50 years, scientists have come to see the brain as a kind of computer. Levin extends this thinking to the body he believes that mastering the code of electrical charges in its tissues will give scientists unprecedented control over how and where they grow.

Levin says that regeneration is not just for so-called lower animals. Deer can regenerate antlers humans can regrow their liver. Human children below the age of approximately seven to eleven are able to regenerate their fingertips. So why couldn&rsquot human-growth programs be activated for other body parts&mdashsevered limbs, failed organs, even brain tissue damaged by stroke?

Levin&rsquos work involves a conceptual shift. The computers in our heads are often contrasted with the rest of the body most of us don&rsquot think of muscles and bones as making calculations. But how do our wounds &ldquoknow&rdquo how to heal? How do the tissues of our unborn bodies differentiate and take shape without direction from a brain?

When a caterpillar becomes a moth, most of its brain liquefies and is rebuilt&mdashand yet researchers have discovered that memories can be preserved across the metamorphosis. That suggests that limbs and tissues besides the brain might be able, at some primitive level, to remember, think, and act.

Levin&rsquos work has appeared in textbooks and he publishes between thirty and forty papers a year. His collaborators include biologists, computer scientists, and philosophers. He is convincing a growing number of biologists that it is possible to decipher, and even speak, the bioelectric code.

Grasping the bioelectric code, Levin believes, will give us a new way of interacting with our bodies. And he is not alone in thinking that we will someday be able to regrow human limbs.

He and some other developmental biologists disagree only about how long it might take us to get there, and about how, exactly, regrowth would work. Other projects explore growing body parts in labs for transplantation or 3-D-printing them whole or injecting stem cells into residual limbs. The solution may eventually involve a medley of techniques.

Researchers disagree about the role that bioelectricity plays in morphogenesis. The consensus is that there are many things we still need to discover about how the process

trabalho. Our intuitions tell us that it would be bad to be a machine, or a group of machines, but Levin&rsquos work suggests precisely this reality. In his world, we&rsquore robots all the way down.


T1. Which type of plant tissues are xylem and phloem?

Responder: Xylem and phloem are the conducting tissues of the vascular strands. Their main role is in the transportation of food, minerals, and water. Xylem is the tissue which is responsible for the transport of water in plants while the phloem is responsible for the transfer of food and nutrients in the plant. These tissues are responsible for the conduction of substances in plants from top to bottom and thus helps in transporting materials to and from top and bottom of the plant.

2º trimestre. Which plant tissues are responsible for giving a plant strength and support?

Responder: Collenchyma is found in the hypodermis in dicot plants and may be oval, spherical or polygonal in shape. It consists of cells which have deposition of cellulose, hemicellulose, and pectin around the corner and provide mechanical support to the plant, helps in bending and provide tensile strength to stem.
Sclerenchyma is a dead, long, narrow cells with thick and lignified cell walls having a few or numerous pits provide mechanical support and are economically important. These are commonly found in fruit wall of nuts, the husk of the coconut, seed coat of legumes and jute etc.

Q.3 Safranin stains which of the following elements of the tissue?
A. Starch elements
B. Lignified elements
C. Protein elements
D.Hard bast

Responder:Safranin stains lignin regardless of whether cellulose is present. It is a basic red stain which is mainly used for differential staining.
Thus, the correct answer is option B.

Q4. Which of the following plant tissues is not a simple permanent tissue ?
A. Xylem
B. Collenchyma
C. Sclerenchyma
D. Parenchyma

Responder: On the basis of constituent cells, permanent tissues can be classified into three categories: simple tissue, complex tissue, special tissues.
Simple tissues are homogeneous and composed of only one type of cell. On the basis of the structure of constituent cells, three types of simple tissues are parenchyma, collenchyma, sclerenchyma.
While Xylem is the example of complex tissues.