Chandan Sen
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COLUMBUS, Ohio - Una investigación realizada en el Estado de Ohio
Universidad sugiere que los biólogos celulares pueden exponer la célula
culturas que estudian a demasiado oxígeno.
Este hallazgo podría tener amplias implicaciones para la biología celular
investigación, que recibe miles de millones de dólares de financiación a nivel nacional,
, dijo el científico del estado de Ohio Chandan senador Él es el autor principal de un
estudio que sugiere que las células actúan de forma diferente en función de cómo
la cantidad de oxígeno que están expuestos, sobre todo cuando se es demasiado
Mucho.
El aire que respiramos contiene aproximadamente 21
por ciento de oxígeno. Pero las células de nuestro cuerpo
se utilizan para mucho menor que la
por lo general en el rango de 10 a 0,5
por ciento. Y la biología celular más
la investigación se realiza en un aire libre
entorno que contiene
niveles de oxígeno atmosférico.
El resultado: los experimentos son a menudo
hecho en un ambiente tan poco natural
rico en oxígeno que desencadena celular
estrés, dijo Sen, quien dirige el
Laboratorio de Medicina Molecular del corazón Ohio Estados Davis
y el Instituto de Investigación del Pulmón.
Cuando Sen y sus colegas expusieron células del corazón del ratón a
los niveles normales de oxígeno al aire libre, el crecimiento celular se redujo y las células
sufrió algunos cambios fisiológicos importantes, como los
la producción de matrices de radicales libres de oxígeno y específica sensible
genes.
Estas dos diferencias fundamentales entre lo que sucede a
células en el laboratorio y lo que realmente sucede a ellos dentro de la
cuerpo, dijo Sen. Para obtener resultados significativos a partir de la biología celular, es
importante para imitar las condiciones biológicas en el cuerpo. Está despejado
que las células enviaban ciego al oxígeno.
La investigación aparece en línea en la edición actual de la revista
Circulation Research.
El estudio de los tumores de cáncer es
un ejemplo del efecto
oxígeno al aire libre puede tener en
la investigación celular. Los tumores se desarrollan
en aproximadamente 1 a 3 por ciento
oxígeno, dijo Sen. Radiación
utilizado para matar tumores cancerosos
interactúa con el disponibles
oxígeno y crea libre
radicales. Investigación actual
sugiere que la adición de oxígeno a los
tumores aumentarán la
concentración de radicales libres
hecho en el tumor y
por lo tanto, promover la
eficacia de la radiación
terapia.
Pero casi todos los que trabajamos en la biología celular hacer nuestra investigación en
laboratorios que tienen los niveles de oxígeno y 21 por ciento se relacionan los
hallazgos a un tumor que está dentro del cuerpo, dijo Sen. El
importancia de la realización de la investigación de las células tumorales en menor
condiciones de oxígeno deben ser considerados.
Para probar la teoría de que el oxígeno del ambiente realmente importa a un
celular, Sen y sus colegas extrajeron las células del corazón de ratones y
poner grupos de estas células en tres incubadoras separadas. (A
incubadora típica es aproximadamente la mitad de la altura de un refrigerador, y
aproximadamente la misma anchura y profundidad.) Cada tenía una incubadora
controlador, que dejó que los investigadores controlar la cantidad de
oxígeno que entra en la cámara. Los niveles de oxígeno se fijaron en 3
por ciento, 10 por ciento y 21 por ciento. Tales controles de oxígeno son
no presentar en una incubadora típica.
Órganos más sanos se utilizan para un oxígeno más o menos el 5 por ciento
nivel, dijo Sen. La sangre arterial, que transporta el oxígeno a la
órganos, contiene aproximadamente el 14 por ciento de oxígeno. El corazón contiene
aproximadamente 5 por ciento, mientras que la piel y el hígado ambos contienen alrededor de 3
por ciento de oxígeno.
Mientras que 10 por ciento representa un poco hiperóxica
entorno de oxígeno más alto de lo normal para las células del corazón usados
En este estudio, los estudios realizados por otros investigadores han demostrado que
las concentraciones de oxígeno en las células del corazón pueden variar en función de la ubicación del
las células se encuentran y cómo se miden los niveles de oxígeno.
Los niveles de oxígeno pueden fluctuar dentro de un órgano, dependiendo de cómo
células lejanas se encuentran desde el vaso sanguíneo más cercano que distribuye
oxígeno, dijo Sen. El cuerpo mantiene oxígeno celular
concentraciones dentro de un rango estrecho debido al riesgo de daños
debido al exceso de oxígeno y la muerte debido a la falta de oxígeno. El
cantidad normal de oxígeno para una célula depende de donde esa celda es
en el cuerpo y lo que hace.
En el más alto nivel de oxígeno utilizado en este estudio 21 por ciento de células
el crecimiento se desaceleró. Pero el tamaño celular aumentó de tres a seis veces.
Las células consiguieron plana y pegadas firmemente a la placa de cultivo, dijo Sen.
También casi dejaron de moverse. Ellos no parecen ni se comportan como
que lo harían en el interior del cuerpo.
Las células se incubaron a un nivel de oxígeno 3 por ciento se mantuvo móvil
y continuó creciendo. El crecimiento de las células se incubaron a 10
por ciento de oxígeno mostró un comportamiento similar a las células cultivadas en el
más alto nivel de oxígeno, pero en menor medida.
Los investigadores creen que las células contienen genes sensibles al oxígeno
que se activan cuando los niveles de oxígeno son más altos que lo que el
las células se utilizan para en el cuerpo. Los altos niveles de oxígeno también indujeron
la formación de radicales libres, compuestos que pueden alterar gen
patrones de expresión.
Los investigadores probaron los efectos de la variación de los niveles de oxígeno de
algunos de los cultivos celulares. Algunos de los cultivos se mantuvieron en 21
por ciento de oxígeno durante el día y en un 3 por ciento en la noche. Crecimiento
en estas células caído durante el día, pero aceleró cuando el oxígeno
niveles cayeron en la noche.
Esto sugiere que el crecimiento detenido por la hiperoxia puede ser revertida,
al menos cuando el insulto hiperóxica es corto, dijo Sen. También
señaló que se necesita alrededor de 15 a 20 minutos antes de un cambio en
nivel de oxígeno comienza a afectar a una célula.
Con la financiación de la biología celular en los miles de millones, dijo Sen que podría
ser el momento para que él y sus colegas de la biología celular a repensar si
aire de la habitación es el entorno adecuado en el que crecer células que son
aislado de órganos en el cuerpo.
Aunque los niveles de oxígeno en una placa de cultivo celular son ligeramente más bajos
que los niveles en el aire ambiente normal, estos niveles son aún mucho
superior a lo que la mayoría de las células se ve en el cuerpo, dijo Sen.
Mientras que todas las respuestas celulares pueden no ser sensible a un cambio
entorno de oxígeno, es justo asumir que varias celular clave
procesos se ven afectados por los niveles de oxígeno en la cultura
global.
Los altos niveles de oxígeno en un laboratorio pueden detener el crecimiento celular, e incluso
cambiar a células características físicas, dijo. Hay una clara
riesgo de ver las respuestas celulares que normalmente ocurre dentro dont
el cuerpo. Regulación de los niveles de oxígeno para los cultivos celulares debe tomar
nosotros un paso más cerca de lo que sucede en la vida real.
Sen realizó el estudio con Sashwati Roy, Savita Khanna,
Alice Bickerstaff, Sukanya Subramanian, Mustafa Atalay,
Srikanth Pendyala, Dana Levy, Nidhi Sharma, Mika Venojarvi,
Arthur Strauch y Charles Orosz, todos con Ohio Estados Colegio
de Medicina y Salud Pública; y Michael Bierl, con el
Facultad de Ciencias Biológicas en el estado de Ohio.
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