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Análise genética adiciona camadas para entender como nossos fígados funcionam

O rastreamento de padrões de expressão gênica para 20.000 genes em 1.500 células revelou um mosaico de atividades.

A incrível capacidade de multitarefa do fígado é devido, pelo menos em parte, a uma inteligente divisão do trabalho entre suas células, revela uma nova pesquisa.
Se você se levantar de manhã se sentindo enérgico e claro, você pode agradecer ao seu fígado para a fabricação de glicose antes do café da manhã. Entre uma série de outras funções vitais, também limpa o nosso corpo de toxinas e produz a maioria das proteínas transportadoras em nosso sangue. Em um estudo publicado recentemente na revista Nature, pesquisadores do Weizmann Institute of Science demonstraram que a surpreendente capacidade multitarefa do fígado se deve, pelo menos em parte, a uma inteligente divisão do trabalho entre suas células.

Cada um dos lobos microscópicos e hexagonais do fígado consiste em camadas concêntricas semelhantes a cebola. Ao mapear a atividade gênica em todas as células de um lóbulo hepático, o Dr. Shalev Itzkovitz do Departamento de Biologia Molecular da Biologia de Weizmann e sua equipe de pesquisa revelaram que essas camadas desempenham diferentes funções. Itzkovitz diz: “Descobrimos que as células do fígado podem ser divididas em nove tipos diferentes, cada um especializado em suas próprias tarefas”.

Os cientistas descobriram, por exemplo, que a síntese de glicose, fatores de coagulação do sangue e vários outros materiais ocorre nas camadas externas do lóbulo hepático. “Essas camadas são ricas em oxigênio necessário para alimentar esses processos de síntese dispendiosos”, explica Itzkovitz.

As camadas internas dos lobules do fígado revelaram-se ser os locais onde as toxinas e outras substâncias são quebradas para baixo. As camadas médias também mostraram ter suas próprias funções, ao invés de servir como mera zona de transição: Os pesquisadores descobriram, por exemplo, que as células nessas camadas fabricam a hormona hepcidina, que regula os níveis de ferro no sangue.

Os cientistas também descobriram que certos processos, tais como a fabricação de bile, proceder através de várias camadas diferentes, em algo como uma linha de produção.

Essas descobertas surgiram quando os pesquisadores criaram um atlas espacial de expressão gênica para todas as células hepáticas, o primeiro de seu tipo para este órgão. Em colaboração com o Prof. Ido Amit, do Departamento de Imunologia de Weizmann, analisaram os genomas de 1.500 células hepáticas individuais, estabelecendo padrões de expressão para cerca de 20.000 genes em cada célula. Paralelamente, visualizaram o tecido hepático intacto, localizando moléculas individuais de RNA mensageiro sob um microscópio de fluorescência, usando um método desenvolvido por Itzkovitz e seus colegas. Algoritmos especiais então permitiram aos pesquisadores estabelecer tanto a expressão do gene em cada célula como a localização dessas células no lóbulo hepático. Eles descobriram que mais de metade dos 7.000 genes expressos no fígado variam em atividade de uma camada para outra, um número que é cerca de dez vezes maior do que as estimativas anteriores.

Tal análise em profundidade da expressão gênica pode ajudar a esclarecer o curso ea origem de transtornos hepáticos comuns, incluindo câncer hepático e doença hepática gordurosa não alcoólica, que afeta cerca de um quinto da população nos países desenvolvidos. Além disso, a abordagem desenvolvida no novo estudo pode agora ser aplicada para mapear a expressão gênica em outras partes do corpo.

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