Biologia Celular: quantificação da divisão de células-tronco (NanoSIMS)

Teste de hipótese do filamento imortal: a diluição de marcação em camundongos adultos como evidenciado com a NanoSIMS indica a segregação aleatória dos filamentos de DNA e permite rejeitar esta hipótese.

Neste artigo da NATURE, os autores testam a "hipótese do filamento imortal", que prevê que durante a divisão assimétrica de células-tronco, cromossomos contendo DNA de modelos mais antigos são separados para a filha destinada a permanecer uma célula-tronco, assegurando assim a estabilidade genética eterna. Após a marcação de camundongos com timidina ¹⁵N desde a gestação até -oito semanas após o nascimento, os autores não encontraram nenhuma retenção de marcador 15N ao dividir pequenas células das criptas intestinais após quatro semanas de busca. Experimentos de pulso-caça com administração de timidina ¹⁵N em camundongos, revelaram que as células da cripta em proliferação diluem a marcação ¹⁵N, que é consistente com a segregação aleatória dos filamentos.

Imagem superior:
a, um dos inúmeros protocolos do artigo: Timidina ¹⁵N administrada por duas semanas a ratos adultos, e em seguida BrdU por 24 h antes da eutanásia.
b, análise depois do protocolo a): imagens lado a lado de ¹⁴N (proteínas), ³¹P, ³²S, ⁸¹Br (de BrdU, marcando células em divisão), e a razão ¹⁵N/¹⁴N (filamentos de DNA marcados, com nível natural em azul escuro).
AS CÉLULAS EM DIVISÃO (BRDU1) DILUEM O MARCADOR TIMIDINA ¹⁵N (SETAS PEQUENAS) EM RELAÇÃO ÀS CÉLULAS NÃO DIVIDIDAS (BRDU2) (SETAS GRANDES).
Observe as duas células CBC com núcleos alongados na base da cripta. Barra de escala, 10 µm.

Abaixo:
c, Células da cripta divididas (BrdU1), residentes em CBC ou posições 14-10, demonstraram a DILUIÇÃO DE 15N COMPATÍVEL COM UMA OU DUAS RODADAS DE DIVISÃO DURANTE A CAÇADA.
d, Célula mitótica da cripta. Cromossomos segregantes são visíveis nas imagens ¹⁴N e ³¹P. O marcador ¹⁵N e BrdU foram medidos em ambos complementos cromossômicos segregantes, o que é consistente com a segregação cromossômica simétrica. Barra de escala, 2 µm.



Fonte: Multi-isotope imaging mass spectrometry quantifies stem cell division and metabolism. Matthew L. Steinhauser, Andrew P. Bailey, Samuel E. Senyo, Christelle Guillermier, Todd S. Perlstein, Alex P. Gould, Richard T. Lee & Claude P. Lechene. NATURE, vol 481, 26 January 2012