p Os mais de 200 tipos diferentes de células humanas têm o mesmo DNA, mas expressam diferentes conjuntos de genes. Cada tipo de célula foi derivado de células-tronco embrionárias, que são chamadas de células-tronco pluripotentes porque podem se diferenciar para todos esses destinos celulares diferentes. p Uma área muito ativa da biologia são as células que imitam essas células-tronco embrionárias primordiais, células que são chamadas de células-tronco pluripotentes induzidas, ou iPSCs. Com truques genéticos e bioquímicos, os pesquisadores podem reverter uma célula diferenciada - como um fibroblasto da pele - em um estado pluripotente.

p Tais iPSCs têm o potencial de criar tecido para medicina regenerativa, como reparar ataques cardíacos, criar modelos de doenças humanas ou células que possibilitem a triagem de drogas. Mas o progresso futuro com iPSCs precisa de uma compreensão muito maior da biologia básica da pluripotência e diferenciação.

p “Para o objetivo de usar células-tronco na terapia, a etapa mais importante é a diferenciação de iPSCs, "disse Rui Zhao, Ph.D., professor assistente de bioquímica e genética molecular na Universidade do Alabama em Birmingham. "Precisamos ser capazes de diferenciar as iPSCs em um tipo de célula relevante para doenças com alta eficiência e alta pureza."

p Em um estudo publicado em Relatórios de células-tronco , Zhao e seus colegas resolveram parcialmente uma questão básica há muito sem resposta sobre as células-tronco - por que as células-tronco pluripotentes que têm mutações para bloquear a produção de microRNAs são incapazes de se diferenciar?

p Zhao e colegas, incluindo o co-autor Kitai Kim, Ph.D., do Sloan Kettering Institute, encontraram uma chave que permite que as células-tronco pluripotentes deficientes em microRNA se diferenciem em células neurais, incluindo subtipos com marcadores para dopaminérgicos, neurônios glutamatérgicos e gabaérgicos.

p "Por muitos anos, não sabíamos por que essas células não se diferenciavam, "Disse Zhao. A resposta para a diferenciação de células neurais em células deficientes em microRNA acabou sendo simples - um único microRNA ou uma única proteína.

p No Relatórios de células-tronco estude, Zhao e colegas mostram que um microRNA-302 mimetizador - entregue por um lentivírus especialmente construído - foi suficiente para permitir a diferenciação neural de células-tronco embrionárias de camundongo que não tinham Dgcr8, um gene vital para o processamento de mais de 2, 000 microRNAs em células.

p Quando eles examinaram os perfis de expressão gênica nas células diferenciadas, eles viram mudanças em muitos conjuntos de genes regulados pelo p53, também conhecido como supressor de tumor p53. Este supressor de tumor foi chamado de "o guardião do genoma" por causa de seus muitos papéis na prevenção de danos ao DNA e câncer.

p Zhao, Kim e colegas mostraram que o microRNA-302 agiu para reduzir a expressão de p53 nas células-tronco embrionárias deficientes em microRNA ligando-se à região 3 'não traduzida do mRNA de p53.

p Eles mostraram ainda que a inibição direta de p53 com o antígeno T grande do vírus símio ou RNA em gancho curto, ou até mesmo deletando o próprio gene p53, permitiu que as células-tronco embrionárias ou iPSCs prosseguissem para a diferenciação neural sem a necessidade de microRNA-302. Assim, a barreira de diferenciação que impede a especificação da linhagem neuronal de células-tronco deficientes em microRNA é a expressão de p53.

p As chaves para desbloquear os caminhos das células para outras especificações de linhagem celular do tronco embrionário deficiente em microRNA ainda são desconhecidas, Zhao diz.