Het einde van kaalheid? De chemische beheersing van leven en dood in geïdentificeerde haarzakjes

Overzicht: Onderzoekers ontdekten hoe het TGF-bèta-eiwit het proces regelt waarmee haarzakjes, inclusief stamcellen, zich delen en nieuwe cellen vormen of apoptose orkestreren. De bevindingen kunnen nieuwe behandelingsopties bieden voor kaalheid en therapieën om wondgenezing te versnellen.

Bron: UCR

Een enkele chemische stof is de sleutel om te bepalen wanneer haarzakjes zich delen en wanneer ze afsterven. Deze ontdekking kan niet alleen kaalheid behandelen, maar uiteindelijk de wondgenezing versnellen omdat follikels een bron van stamcellen zijn.

De meeste cellen in het menselijk lichaam hebben een specifieke vorm en functie die tijdens de embryonale ontwikkeling wordt bepaald en die niet verandert. Een bloedcel kan bijvoorbeeld geen zenuwcel worden, of omgekeerd. Stamcellen zijn echter als de lege tegels in een spelletje Scrabble; ze kunnen veranderen in andere soorten cellen.

Hun aanpassingsvermogen maakt ze nuttig voor het repareren van beschadigd weefsel of organen.

“In sciencefiction, waarin personages snel genezen van verwondingen, is het idee dat stamcellen dit toelaten”, zegt wiskundig bioloog en studieco-auteur Qixuan Wang van UC Riverside.

“In het echte leven brengt ons nieuwe onderzoek ons ​​dichter bij het begrijpen van stamcelgedrag, zodat we het kunnen beheersen en wondgenezing kunnen bevorderen,” zei Wang. Dit onderzoek is gedetailleerd beschreven in een recente Biofysisch tijdschrift artikel.

De lever en maag regenereren zichzelf als reactie op wonden. Het team van Wang bestudeerde echter haarzakjes omdat ze het enige orgaan bij mensen zijn dat automatisch en periodiek regenereert, zelfs zonder letsel.

De onderzoekers bepaalden hoe een type eiwit, TGF-bèta, het proces regelt waarmee cellen in haarzakjes, inclusief stamcellen, zich delen en nieuwe cellen vormen, of hun eigen dood orkestreren – wat uiteindelijk leidt tot de dood van het hele haarzakje.

Nieuw onderzoek naar factoren die het leven en de dood van haarzakjes bepalen, zou mensen met kaalheid en wondgenezing kunnen helpen. Krediet: Helpaeatcontu

“TGF-bèta heeft twee tegengestelde rollen. Het helpt sommige haarzakjescellen te activeren om nieuw leven te produceren, en later helpt het apoptose, het proces van celdood, te orkestreren, “zei Wang.

Zoals bij veel chemicaliën, is het de hoeveelheid die het verschil maakt. Als de cel een bepaalde hoeveelheid TGF-bèta aanmaakt, activeert hij de celdeling. Te veel ervan veroorzaakt apoptose.

Niemand weet helemaal zeker waarom follikels zelfmoord plegen. Sommige hypothesen suggereren dat het een erfelijke eigenschap is van dieren die bont afstoten om de hete zomertemperaturen te overleven of proberen te camoufleren.

“Zelfs wanneer een haarzakje zichzelf doodt, doodt het nooit zijn stamcelreservoir. Wanneer de overlevende stamcellen het signaal ontvangen om te regenereren, delen ze zich, maken nieuwe cellen en ontwikkelen zich tot een nieuwe follikel,” zei Wang.

Als wetenschappers nauwkeuriger kunnen bepalen hoe TGF-bèta de celdeling activeert en hoe de chemische stof communiceert met andere belangrijke genen, zou het mogelijk kunnen zijn om follikelstamcellen te activeren en de haargroei te stimuleren.

Omdat veel dieren, inclusief mensen, een met haar bedekte huid hebben, zou voor een perfecte wondgenezing de regeneratie van de haarzakjes nodig zijn. In staat zijn om de niveaus van TGF-bèta nauwkeuriger te beheersen, zou op een dag ook kaalheid kunnen genezen, waar miljoenen mensen over de hele wereld last van hebben.

“In potentie zou ons werk iets kunnen bieden om mensen met verschillende problemen te helpen,” zei Wang.

Over dit nieuws over kaalheid en genetica research

Auteur: Jules Bernstein
Bron: UCR
Contact: Jules Bernstein – UCR
Afbeelding: De afbeelding wordt toegeschreven aan Helpaeatcontu

Zie ook

Dit toont dna

Originele onderzoek: Gesloten toegang.
“Een probabilistisch Booleaans model op regulering van het lot van haarzakjes door TGF-β” door Qixuan Wang et al. Biofysisch tijdschrift


Abstract

Een probabilistisch Booleaans model op regulering van het lot van haarzakjes door TGF-β

Haarzakjes (HF’s) zijn mini-huidorganen die cyclische groei ondergaan. Verschillende signalen regelen gezamenlijk het lot van HF-cellen. Recente experimentele resultaten suggereren dat transformerende groeifactor bèta (TGF-ββ) een dubbele rol speelt in de regulering van het lot van HF-cellen, die zowel anti- als pro-apoptose kan zijn.

Om de onderliggende mechanismen van de controle van het lot van HF-cellen te begrijpen, ontwikkelen we een nieuw probabilistisch Boolean-netwerk (pBN) -model op de dynamiek van HF-epitheelcelgenregulatie. Ten eerste is het model afgeleid uit de literatuur en vervolgens verfijnd met behulp van single-cell RNA-sequencinggegevens.

Met behulp van het model onderzoeken we allebei de mechanismen die ten grondslag liggen aan beslissingen over het lot van HF-cellen en doen we voorspellingen die mogelijk toekomstige experimenten zouden kunnen leiden: 1) we stellen voor dat een drempelachtige omschakeling in de TGF-ββ-sterkte de dubbele rol van TGF-ββ in ofwel het activeren van apoptose of celproliferatie, in samenwerking met botmorfogenetisch eiwit (BMP) en tumornecrosefactor (TNF) en in verschillende stadia van een follikelgroeicyclus; 2) ons model toont overeenstemming met de hoge-activator-lage-remmer-theorie van anagene initiatie; 3) we voorspellen dat TNF mogelijk effectiever is bij het initiëren van catagen dan TGF-ββ, en dat ze in twee stappen kunnen samenwerken; 4) ten slotte onthullen voorspellingen van gen-knock-out en overexpressie de rollen in de regulering van het lot van HF-cellen van elk gen.

Attractor- en motiefanalyse van de geassocieerde Booleaanse netwerken onthullen de relaties tussen de topologische structuur van het genregulatienetwerk en het mechanisme voor het reguleren van het lot van de cel.

Een discreet ruimtelijk model uitgerust met de pBN illustreert hoe TGF-ββ en TNF samenwerken bij het initiëren en aansturen van de apoptosegolf tijdens catagen.

Leave a Comment