Powietrze zamiast czynników wzrostowych
Naukowcy z Wolnego Uniwersytetu w Brukseli opracowali metodę, która pozwala na ukierunkowanie procesu różnicowania embrionalnych komórek macierzystych w sposób niezależny od chemicznych czynników wzrostowych uznawanych za niezbędne dla zajścia tego zjawiska. Jak wykazali, w drogach oddechowych różnicowanie może zachodzić spontanicznie w reakcji na bodźce fizyczne charakterystyczne dla tej lokalizacji.
Swój eksperyment badacze z belgijskiej uczelni rozpoczęli od standardowej hodowli embrionalnych komórek macierzystych (ang. embryonic stem cells - ESC). W tym celu umieszczono je na porowatej membranie, pod którą znajdowały się tzw. komórki karmiące (ang. feeder cells), których zadaniem było dostarczanie ESC substancji niezbędnych do ich wzrostu (nie wywoływały one jednak różnicowania w komórki dojrzałe).
Powierzchnię membrany zalano z kolei specjalną pożywką zawierającą dodatkowe czynniki stymulujące przemianę w dojrzałe komórki dróg oddechowych. Tak przygotowane komórki hodowano przez cztery dni, podczas których co 24 godziny dodawano świeżej pożywki.
Po zakończeniu pierwszego etapu eksperymentu pożywkę znad membrany usunięto, zaś ESC wystawiono na działanie powietrza przy zachowaniu dopływu płynu i czynników wytwarzanych przez komórki karmiące. Miało to symulować środowisko dróg oddechowych, w którym dojrzewające komórki z jednej strony mają kontakt z powietrzem, a z drugiej - z krwią.
Po 25 dniach ekspozycji na powietrze w naczyniu stwierdzono obecność komórek wyraźnie różnicujących się w kierunku elementów nabłonka dróg oddechowych. Podobnego zjawiska nie zaobserwowano w naczyniach kontrolnych, w których nad membraną zamiast powietrza znajdowała się płynna pożywka bez składników stymulujących różnicowanie. Oznacza to, że czysto fizyczny czynnik, jakim jest kontakt z powietrzem, może zastąpić mieszankę chemicznych stymulatorów różnicowania i uruchomić program przekształcania się ESC w komórki dojrzałe.
Przeprowadzone doświadczenie jest nie tylko jedną z pierwszych udanych prób stymulacji komórek macierzystych do różnicowania za pomocą czynników fizycznych. Przede wszystkim dostarcza ono ważnych informacji na temat procesów decydujących o powstaniu nabłonka dróg oddechowych. Wiedza ta może się więc przydać m.in. podczas leczenia wielu chorób układu oddechowego.
Komentarze (27)
p53, 10 listopada 2009, 15:09
a powietrze to nie jest miesznina gazow, czyli substancji chemicznych?
rozumiem ze autor mial na mysli kontrast pomiedzy specjalnie uzywanymi chemicznymi stymulatorami a wplywem zwyklego, samego powietrza
W. Grzeszkowiak, 10 listopada 2009, 17:37
Spodziewałem się takiej odpowiedzi
No więc tłumaczę się:
1. Dokładnie tak jest napisane w publikacji źródłowej, więc tego się trzymam.
2. Określenie użyte przez autorów nie jest wcale takie bezpodstawne. Wiele wskazuje na to, że komórki nie reagują na jakiś konkretny gaz zawarty w powietrzu, tylko na sam fakt ekspozycji na środowisko gazowe (a więc, bądź co bądź, czynnik fizyczny, a nie chemicznie swoisty).
p53, 10 listopada 2009, 17:42
ok, ale na pewno ma znaczenie czy tym gazem bedzie wlasnie powietrze czy jakikolwiek inny gaz lub mieszanina gazow. Czyli to sklad chemiczny powietrza decyduje o tym reagowaniu. Chyba ze reaguja na jakikolwiek gaz, w co watpie i czego zapewne nie zbadano.
W. Grzeszkowiak, 10 listopada 2009, 17:56
Podejrzewam, że w gazach o wyraźnie innym składzie komórki by zwyczajnie nie przeżyły. To tak na wstępie.
Poza tym: gdyby chodziło o jakiś konkretny gaz, to ze względu na jego dyfuzję komórki przekształcałyby się w całej swojej objętości do identycznej postaci. W tym przypadku mamy tymczasem bardzo wyraźną różnicę budowy pomiędzy częścią eksponowaną na powietrze i tą mającą kontakt z "krwią". Wygląda więc na to, że komórki dostosowują swoją budowę właśnie do warunków fizycznych, a więc do wysuszenia jednego z boków.
p53, 10 listopada 2009, 22:13
:)dzieki za wyjasnienie
W. Grzeszkowiak, 10 listopada 2009, 22:56
Nie ma za co
Ale bierz na wszelki wypadek poprawkę na to, że nie ja jestem autorem tych badań, a jedynie wymieniam się spostrzeżeniami 
Pozdrawiam i dzięki za uwagę 
p53, 11 listopada 2009, 11:29
przeciez wiem...nie rozumiem co ta uwaga ma do naszej dyskusji... 8)
W. Grzeszkowiak, 11 listopada 2009, 12:23
Chodziło mi o podkreślenie, że mogę się mylić, bo wyłącznie rozmyślam nad tym tematem, a nie badałem go. Innymi słowy: nawet jeżeli Ciebie przekonałem (tak przynajmniej wnioskuję), sam mogę się mylić
Ludzka rzecz 
Pozdrawiam!
p53, 11 listopada 2009, 12:29
przekonales ale i tak nie do konca
moze byc po prostu tak, ze obydwoje mamy racje, bo gdyby zmienic sklad powietrza na taki, zeby dalo im sie przezyc, to pewnie bez odpowiedniego stezenia tlenu nie rozwinelyby sie w komorki nablonka drog oddechowych.
W. Grzeszkowiak, 11 listopada 2009, 12:35
Jeżeli przeżywały w środowisku wodnym, w którym tlenu miały pod dostatkiem (a mimo to wielokrotnie mniej, niż w powietrzu atmosferycznym), ale nie różnicowały się do nabłonka dróg oddechowych, to wszystko wskazuje na to, że wysuszenie musi mieć jednak jakiś wpływ, nie sądzisz?
p53, 11 listopada 2009, 12:39
sam sobie odpowiedziales. w wodzie tlenu mialy mniej. wiec MOZLIWE ze zarowno odpowiednie stezenie tlenu ma wplyw, jak i wysuszenie.
Pozatym nie wiadomo czy wyeliminowano inne czynniki
W. Grzeszkowiak, 11 listopada 2009, 13:01
Tylko jak wytłumaczysz fakt, że komórki wykazywały wyraźne ukierunkowanie w swojej budowie? Komórki nabłonka mają kilka-kilkanaście mikrometrów średnicy, więc tlen swobodnie dyfunduje i osiąga równe stężenie w całej komórce. Mimo to, komórka wykazuje wyraźne różnice w budowie w zależności od tego, o którym boku błony komórkowej mówimy.
Poza tym efektywne stężenie tlenu, czyli to występujące w cytoplazmie (ono jest przecież najistotniejsze, jeżeli mamy mówić o jakimś wewnątrzkomórkowym mechanizmie zależnym od cząsteczkowego tlenu), jest identyczne w przypadku komórek hodowanych zarówno w środowisku gazowym, jak i w płynnym, i wynika z ograniczonej rozpuszczalności tlenu w cieczach.
Krzysiekk86, 12 listopada 2009, 16:30
W doświadczeniu aż prosi się, zeby wykonać kontrolę ze ściśle zdefiniowanymi mieszankami gazów.
Do autora:
Piszesz "ukierunkowanie procesu różnicowania embrionalnych komórek macierzystych w sposób niezależny od chemicznych czynników wzrostowych" a potem "Powierzchnię membrany zalano z kolei specjalną pożywką zawierającą dodatkowe czynniki stymulujące przemianę w dojrzałe komórki dróg oddechowych."
Coś nie tak
Czy autorzy publikacji użyli takiego sformuowania?
Do autora i p53:
Czemu uważacie że to wysuszenie? Mnie bardziej prawdopodobne wydaje się oddziaływanie mechaniczne, które komórki na pewno rejestrują.
BTW, w rozwoju embrionalnym nie ma gazowego powietrza a płuca też się rozwijają. Czy autorzy publikacji to wyjaśnili?
Pozdrawiam,
K
p53, 12 listopada 2009, 16:52
moze to, a moze tamto. nie wiem. choc oddzialywanie mechaniczne -co? tarcie/uderzanie czasteczek powietrza o komorki?
w gre zapewne wchodza czynniki wzrostowe i morfogeny wydzielane przez matke. poczytaj sobie dokladnie w jakims podreczniku ebmriologia albo biologia rozwoju krotkie wyklady
W. Grzeszkowiak, 12 listopada 2009, 19:00
W oryginalnej publikacji użyto kontroli, w której po początkowej stymulacji zastosowano zamiast powietrza zwykłe medium bez czynników wzrostowych. Nie wystarczyło ono do "dokończenia" różnicowania.
Oddziaływanie mechaniczne czego? Powietrza? Nie bardzo rozumiem. Chociaż faktycznie, jakiś czas temu pojawiła się praca dot. wpływu sił mechanicznych, ale dotyczyła ona skóry.
W rozwoju embrionalnym są od tego czynniki wzrostowe
Wszystko wskazuje na to, że w dorosłym organizmie występują (lub przynajmniej potencjalnie mogą występować) inne mechanizmy różnicowania, niż u płodu.
Pozdrawiam i dzięki za dyskusję
Krzysiekk86, 12 listopada 2009, 21:53
Dokładnie. Tarcie. Jeśli popatrzysz na komórki pod mikroskopem i wyindukujesz przepływ pożywki (np pipetą), to zobaczysz jak się odchylają. Komórki, z których powstają komórki nablonkowe płuc być może są wrażliwsze, więc wystarczy im mniejsze tarcie.
Jasne że wchodzą. Przeczytaj jednak jaki tytuł ma ten temat. Rozważaliście jak ruch powietrza wpływa na nabłonek płuc.
Hipoteza 1: Wysychanie
Słaba strona: W rozwoju embrionalnym nie wysychają a się formuję
ALE: Może ruch powietrza nie jest potrzebny do rozwoju płuc. Zaczyna odgrywac swoją rolę dopiero po urodzeniu.
Hipoteza 2: Bodziec mechaniczny
Mocne strony:
- wiadomo, że komórki odbierają bodźce mechaniczne
- w życiu płodowym mogłyby rejestrować ruch cieczy (zaznaczam, ze nie wiem czy płód wykonuje "pseudooddechowe" ruchy)
Takie uwagi są nie ten teges, zwłaszcza jeśli nie zna się stanu wiedzy rozmówcy.
Pozdrawiam
mikroos, 12 listopada 2009, 22:04
Chciałbym zauważyć, że tarcie powietrza podczas oddychania jest jeszcze większe. Poza tym ruch cieczy trwał kilkanaście sekund na dobę.
Wystarczy, żeby na różnych etapach życia funkcjonowały różne mechanizmy.
Praktycznie każda tkanka jest eksponowana na jakiś rodzaj czynników mechanicznych. Tarcie jest wg mnie zdecydowanie zbyt mało swoistym bodźcem, żeby mogło decydować o kierunku różnicowania. Nie wierzę, że można by było zrealizować tak "delikatny" plan z pomocą tak mało wybiórczego czynnika.Pozdrawiam
mymy, 12 listopada 2009, 22:50
jak ktoś napisał, w życiu embrionalnym i płodowym są czynniki wzrostowe,są też geny, więc nic innego nie jest potrzebne.
Bez tych bodźców wykazali że kom. embrionalne rozwiną się w kierunku kom. dróg oddechowych przy kontakcie z powietrzem. Wątpię czy miałby na to wpływ skład gazowy powietrza bo narazie nie udowodnili jeszcze życia pozaziemskiego
Nie będę się doszukiwał i zakoduję po prostu: powietrze. (aczkolwiek komórki dróg oddechowych nie są bezpośrednio narażone na powietrze, bo są pokryte śluzem-główny składnik to woda, który poruszany jest przez rzęski w kierunku gardła)
Idąc tym tokiem myślenia czy traktując takie komórki sokami trzustkowymi, wątrobowymi oraz jedzeniem wykształca się kom. dróg pokarmowych? Albo drażnienie moczem wykształci nabłonek przejściowy w drogach moczowych? Może się trochę zagalopowałem ale analogiczne myślenie by na to wskazywało.
A jakież by to było wspaniałe! Takie częste są nowotwory jelita grubego, żołądka, zamiast wycinać, przeszczepić wyhodowany kawałek. Marzenia...
mikroos, 12 listopada 2009, 22:55
Nie takie znowu odległe - o ile pamiętam, udało się już m.in. wyhodować funkcjonalny pęcherz. Drobne struktury, takie jak organy, też się udaje, więc kto wie, co będzie za parę lat, kto wie...
p53, 12 listopada 2009, 23:18
co jest nie teges? czlowiek sie pyta, probuje mu ogolnie wyjasnic, a ze bardziej nie moge, to odsylam do literatury
Krzysiekk86, 13 listopada 2009, 09:33
-> p53
Chodzi mi o protekcjonalność w tym zdaniu.
-> mikroos
"Bez tych bodźców wykazali że kom. embrionalne rozwiną się w kierunku kom. dróg oddechowych przy kontakcie z powietrzem"
No.. wg pierwszego posta w temacie nie wykazali. Najpierw stymulowali czynnikami wzrostu a dopiero potem powietrzem
"Takie częste są nowotwory jelita grubego, żołądka, zamiast wycinać, przeszczepić wyhodowany kawałek. Marzenia..."
Nie wierzysz w inżynierię tkankową? A to czemu?
"Tarcie jest wg mnie zdecydowanie zbyt mało swoistym bodźcem, żeby mogło decydować o kierunku różnicowania."
Wg mnie też. Ale wespół z całą gamą czynników wzrostowoch już nie koniecznie.
p53, 13 listopada 2009, 10:22
jakos (jak na razie) adresat mojej wypowiedzi nie oburzyl sie po mojej uwadze
mikroos, 13 listopada 2009, 13:54
Ale w kontroli wykazano, że początkowa stymulacja nie wystarcza. Właśnie po to robi się kontrole
Tylko ciągle nie wytłumaczyłeś, co miałoby trzeć w takiej hodowli komórkowej - powietrze w inkubatorze?Krzysiekk86, 13 listopada 2009, 18:11
"Ale w kontroli wykazano, że początkowa stymulacja nie wystarcza"
A wykazano, ze nie była konieczna?
"Tylko ciągle nie wytłumaczyłeś, co miałoby trzeć w takiej hodowli komórkowej - powietrze w inkubatorze?"
Bo nie wiem jak wyglądał ekperyment. Jeśli był przepływ powietrza to tak. Jeśli nie było, to nie.