Se ha incrementado la importancia de la investigación en células troncales debido a su invaluable potencial en torno a sus aplicaciones clínicas para curar patologías degenerativas, desordenes genéticos e incluso cáncer. Un elevado número de estudios han sido orientados a develar los mecanismos moleculares involucrados en la regulación de la auto-regeneración de las células madres y los misteriosos circuitos que las conducen a diferenciarse en todo tipo de células progenitoras que pueden reponer las reservas celulares. Sin embargo la mitocondria cumple un rol importante en las células de mamíferos produciendo ATP (Adenosin trifosfato), controlando los niveles de Carbono (Ca2+), compartimentando las vías de biosíntesis y llevando a cabo la apoptosis. Considerando las funciones metabólicas de las mitocondrias, ellas pueden ser además de vital importancia en las "stem cells".
Los autores en esta revisión principalmente abordan la biogénesis y la función bioenergética de la mitocondria en el proceso de la diferenciación y sus características metabólicas en las células madres. Además, de la participación de las "Especies Reactivas del Oxígeno" (EROs ó ROS en inglés) y las señales de hipóxia en la regulación de las células madres.
Figura 1: Dos mitocondrias: La de la izquierda es joven y saludable, la de la derecha está envejecida por acción de los radicales libres generados
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Figura 2: Eventos moleculares relacionados al envejecimiento inducido por estrés (2002-Healthy ageing: a question of stress, damage and repair)
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Figura 3: Disfunciones mitocondriales durante la neurodegeneración (2008-Mitochondrial fragmentation in neurodegeneration)
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Fuente:
- Imagenes de mitocondrias:
Figura 1: http://www.nutriologiaortomolecular.org/Sandra%20Farre/Nutricion_Ortomolecular.htm
Figura 2: http://www.nature.com/embor/journal/v3/n12/fig_tab/embor011_f2.html
Figura 3: http://www.nature.com/nrn/journal/v9/n7/box/nrn2417_BX1.html
- Chen CT, Hsu SH, Wei YH. Upregulation of mitochondrial function and antioxidant defense in the differentiation of stem cells. Biochim Biophys Acta. 2009 Sep 10. [Epub ahead of print]. Disponible en: http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6T1W-4X6FNJD-1&_user=10&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=536b592151d98a067098104a62586768
Abstract: Stem cell research has received increasing attention due to their invaluable potentials in the clinical applications to cure degenerative diseases, genetic disorders and even cancers. A great number of studies have been conducted with an aim to elucidate the molecular mechanisms involved in the regulation of self-renewal of stem cells and the mysterious circuits guiding them to differentiate into all kinds of progenies that can replenish the cell pools. However, little effort has been made in studying the metabolic aspects of stem cells. Mitochondria play essential roles in mammalian cells in the generation of ATP, Ca2+ homeostasis, compartmentalization of biosynthetic pathways and execution of apoptosis. Considering the metabolic roles of mitochondria, they must be also critical in stem cells. This review is primarily focused on the biogenesis and bioenergetic function of mitochondria in the differentiation process and metabolic features of stem cells. In addition, the involvement of reactive oxygen species and hypoxic signals in the regulation of stem cell pluripotency and differentiation is also discussed. Keywords: Stem cell differentiation; Mitochondria; Metabolic shift; Reactive oxygen species (ROS); Warburg effect.
Yau-Huei WeiDepartment of Medicine, Mackay Medical College, Taipei 252, Taiwan
web: http://biochem.ym.edu.tw/web_e/index.php?option=com_content&task=view&id=31
e-mail: joeman@ym.edu.tw
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