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Modelling aging in vitro using stem cells-derived cells

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O progresso científico e médico tem vindo a permitir ao ser humano viver para além da esperança média de vida. Com os novos conhecimentos, vão sendo desenvolvidos novos tratamentos e medicamentos que permitem à humanidade viver por mais anos – o aumento de estudos de doenças permitem curar ou retardar os efeitos destas mesmas doenças. No entanto, daí advêm consequências, mais precisamente doenças relacionadas com a idade. Ainda que os seres humanos vivam mais anos, esta longevidade está associada, na maior parte dos casos, a uma má qualidade de vida e de saúde. As diferenças no processo do envelhecimento e as suas implicações no corpo humano podem ser o resultado de fatores genéticos, epigenéticos e ambientais, que terão impacto a nível celular, tais como senescência celular, alterações epigenéticas, perda da proteostase, desregulamentação na deteção de nutrientes, disfunção mitocondrial, instabilidade genómica, instabilidade nos telómeros, exaustão das células estaminais e alteração na comunicação intercelular. Para futuramente estudar os mecanismos relacionados com a idade e para entender melhor os benefícios dos fatores anti-envelhecimento, foram estabelecidas, no ambiente do trabalho de Mestrado, Induced Pluripotent Stem (iPS) Cells, que são células com propriedades de células estaminais embrionárias. Assim as células iPS têm a capacidade de diferenciação em qualquer tecido/célula adulta e servir como modelo celular in vitro para estudar o envelhecimento celular. Neste projeto, propôs-se a reprogramação de células somáticas recolhidas de dadores com a Síndrome da Progeria Hutchison-Gilford (HGPS) para obter células iPS. O processo de reprogramação conduz as células somáticas a desdiferenciar até um estado de pluripotência, tal como as Células Estaminais Embrionárias humanas. Assim, podemos ter um modelo de Células iPS que tiveram origem em células de doentes com Progeria, para serem depois utilizadas para outras experiências, tal como a diferenciação em cardiomiócitos ou neurónios, por exemplo. Nesse processo poderá ser visível como esta patologia afeta estas células específicas com o tempo, podendo também ser uma forma de observar como um tratamento poderia atrasar o processo de senescência, característico desta patologia.
Scientific and medical progress has allowed human beings to live beyond average life expectancy. With new knowledge, new treatments and medicine are being developed that allow mankind to live for more years – the increase in illnesses related studies allow to heal or delay the effects of those same illnesses. However, that causes consequences, in particular diseases related to aging. Despite human beings living longer, this longevity is, in most cases, associated with a bad quality of life and health. Differences in the process of aging and its implications in the human body can be the result of genetic, epigenetic and environmental factors, that will have an impact at the cellular level, such as cellular senescence, epigenetic changes, loss of proteostasis, deregulation of nutrient sensing, mitochondrial dysfunction, genomic instability, telomere attrition, stem cell exhaustion and altered intercellular communication. To further study age-related mechanisms and to better understand the benefits of anti-aging factors, Induced Pluripotent Stem (iPS) Cells were established, in the context of the Master degree work, which are cells with embryonic stem properties. Thus, the iPS cells have the capacity for differentiation in any tissue/adult cell and serve as in vitro cellular model to study aging. In this project, it was proposed the reprogramming of somatic cells collected from donors with The Hutchison-Gilford Progeria Syndrome (HGPS) to obtain iPS cells. The reprogramming process takes somatic cells to dedifferentiate until a state of pluripotency, such as human Embryonic Stem (ES) Cells. Thus, we can have a model of iPS cells that was originated in cells from patients with Progeria, to be used for other experiments, such as differentiation in cardiomyocytes or neurons, for example. In this process it can be visible how this pathology affects these specific cells over time and may also be a way of observing how a treatment could delay the senescence process, characteristic of this pathology.

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Keywords

Síndrome da progeria hutchison-gilford (hgps) Células estaminais pluripotentes induzidas Células estaminais embrionárias Envelhecimento Reprogramação

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