digital da unas vistas impresionantes de la regeneración de extremidades

El empleo de alta tecnología, microtomography de rayos X digital (microCT), los científicos de la Universidad Northwestern han descubierto la forma en que los tritones se forman nuevos huesos y el cartílago durante la regeneración de extremidades. Los tritones son un tipo de salamandra, los únicos vertebrados capaces de reconstruir perdieron estructuras como extremidades en toda su vida.

En un informe en la edición de enero de la Dinámica del Desarrollo, investigadores de Northwestern Hans-Georg Simon y Stuart Imagenes mostraron que la formación de hueso en una extremidad anterior regenerada combina elementos del desarrollo embrionario y adulto de la cicatrización de heridas.

Los resultados de su investigación, que no se ha observado antes en otros estudios, pueden tener implicaciones para la sustitución de las piezas de las extremidades falta de defectos de nacimiento o lesión, y, en última instancia, para el crecimiento de nuevo tejido de partes de órganos como el hígado.

Simon es profesor asistente de pediatría en la Escuela de Medicina Feinberg de la Universidad Northwestern y un biólogo del desarrollo en el Children Memorial Institute de Educación e Investigación. Stock es profesor de investigación en la Escuela Feinberg y un científico de materiales en el Instituto de Bioingeniería y Nanociencia en Medicina Avanzada de la Universidad Northwestern.

Shows MicroCT prometen para la detección y caracterización de estructuras de tejido blando, anormalidades esqueléticas y tumores en animales vivos, dijo Stock. Proporciona imágenes de alta resolución (típicamente 25 micrómetros o menos) y la adquisición de datos rápida (5 a 30 minutos).

"Conjuntos de datos MicroCT nos muestran cómo mineral se distribuye dentro de los huesos", dijo. "Distribución Mineral afecta la susceptibilidad del hueso de la fractura, por ejemplo, una preocupación importante en la osteoporosis."

"Debido a la estructura de un hueso dado varía mucho entre individuos, los cambios en los huesos se ven más claramente si el mismo volumen de tejido se examina de forma no invasiva en diferentes puntos en el tiempo. Esto es lo que microCT es capaz de hacer ", dijo Stock.

En el estudio publicado en Desarrollo Dinámica, microCT permitió a los científicos observar los cambios microscópicos dentro de las patas delanteras de regeneración sin disección de los tejidos, como se hace en los análisis convencionales.

"Previamente, los científicos pensaban que la regeneración progresó de una manera direccional continua, desde el lugar de la amputación hasta el punto distal más alejado", dijo Simon.

Los investigadores de Northwestern encontraron que aunque a simple vista la extremidad apareció para regenerar desde el sitio de la amputación en la parte superior del brazo a las yemas de los dedos, cuando se examinó la formación de minerales en los huesos que forman a través de microCT, encontraron que la formación de hueso no ocurrió en el mismo orden.

"Con este método microCT, podemos ver cosas que otras personas probablemente han perdido en años anteriores", dijo Simon.

"Aunque el cartílago desarrollado en el hueso en el brazo extremidad inferior de la articulación del codo a los dedos, cuando nos acercamos en en el sitio de la amputación en la parte superior del brazo de extremidad se ve bastante similar a una fractura normal. Hay una brecha donde el hueso no se ha formado, entre el lado del corte y la nueva extremidad regenerada, que se asemeja a la cicatrización normal de las heridas ", dijo.

Utilizando esta nueva imagen microCT, Simon y Stock podrán llevar a cabo más estudios sobre la regeneración. En un artículo reciente (Biología del Desarrollo, agosto de 2002), Simon mostró que los diferentes mecanismos de regulación de genes están en vigor durante la regeneración, lo que indica que la regeneración no es más que una reiteración de los programas de desarrollo de genes.

Mientras que los mismos genes se emplean como durante el desarrollo embrionario, los nuevos estudios proporcionan evidencia adicional de que durante la regeneración, varios genes están regulados de una manera diferente.

"Estamos haciendo los primeros pasos del bebé sólo podrá ver el proceso", dijo Simon.

"Ahora podemos ver el proceso de reconstrucción de una extremidad con el tiempo en un animal vivo, ver lo que estos genes están haciendo y cómo se ordenan al crecimiento de las estructuras de noticias como el cartílago y el hueso", dijo.

Stock agregó: "De hecho, si hacemos microCT a una fuente de radiación sincrotrón como la que en el Laboratorio Nacional de Argonne, tenemos una resolución de 2 micrómetros o menos y podemos ver los detalles en el nivel celular. El verdadero desafío es reconocer la información importante contenida en los gigbytes de datos microCT que producimos.

"La regeneración es el mecanismo de reparación más completa que existe. Si podemos desarrollar un sistema modelo experimental no invasivo utilizando microCT, podemos aprender mucho acerca de este proceso, que está directamente relacionada con la cicatrización de heridas y reparación de fracturas de huesos en la clínica ", dijo Simon.

"células tritón Regenerar son similares a las células madre activadas. Sin embargo, lo que los hace especiales es que contienen un plano completo de la estructura biológica que tienen que reconstruir. ", Dijo.