Cuando un músculo sufre una lesión aguda, ya sea por esfuerzo accidental o levantamiento de peso intencional, las células especiales de reparación llamadas progenitores fibroadipogénicos PAF se apresuran al rescate. Estas células coordinan la actividad del sistema inmune y las células madre musculares parareemplazar y reparar el tejido desgarrado.
Ahora, los científicos del Instituto Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute SBP, en colaboración con el IRCCS Fondazione Santa Lucia en Roma, descubrieron que estas mismas células cambian radicalmente en modelos de lesión de la médula espinal, esclerosis lateral amiotrófica ELA y atrofia muscular espinalSMA. Los hallazgos se publicaron hoy en Biología celular natural .
Al estudiar los músculos de los pacientes con ELA y los modelos de ratón de la lesión o enfermedad de la neurona motora, los científicos descubrieron que las células FAP en realidad promueven el desgaste muscular y las cicatrices. Las células activaron una vía de señalización de avance, IL-6-STAT3, creando un "siempre encendido"señal al sistema inmune. Cuando los científicos bloquearon la señalización de IL-6 y STAT, el desgaste muscular y la fibrosis se detuvieron, lo que indica una posible forma de tratar las enfermedades de las neuronas motoras.
Pier Lorenzo Puri, MD, profesor en el Programa de Desarrollo, Envejecimiento y Regeneración en SBP, es autor principal del estudio. Luca Madaro, Ph.D., y Magda Passafaro, Ph.D., becarios posdoctorales en el laboratorio de Puri enFondazione Santa Lucia IRCCS, son coautores.
Los trastornos neuromusculares ocurren cuando las células nerviosas dejan de comunicarse con las células musculares, lo que hace que los músculos se debiliten o desaparezcan. En la lesión de la médula espinal, esta comunicación se interrumpe físicamente. En la ELA y la AME, los músculos se deterioran progresivamente, lo que puede provocar la pérdida de la capacidad dehablar, caminar, respirar o tragar. La ELA, o enfermedad de Lou Gehrig, es el trastorno neuromuscular más común, con aproximadamente 15,000 estadounidenses viviendo con la afección. Los hombres mayores de 40 años se ven desproporcionadamente afectados; el físico Stephen Hawking y el jugador de béisbol Lou Gehrig ambossufría de ELA. Los medicamentos disponibles hoy retrasan la progresión de la enfermedad o tratan los síntomas de la enfermedad, pero no existe cura.
"Caracterizar el tipo de célula que promueve el desgaste muscular y la cicatrización en modelos de trastornos neuromusculares es un paso crítico hacia adelante en nuestra comprensión de la ELA y las enfermedades adicionales de las neuronas motoras", dijo Puri. "Ahora podemos comenzar a trabajar en el diseño de medicamentos dirigidos a estoscélulas o posiblemente usarlas como marcadores de progresión de la enfermedad, que no puede llegar lo suficientemente pronto para los pacientes y sus cuidadores ".
las PAF se quedan más que bienvenidas en el entorno de la enfermedad
Al comparar modelos de ratón de lesión muscular aguda y denervación, Puri y su equipo midieron cuándo aparecieron los jugadores clave en la reparación muscular, incluidos los macrófagos células del sistema inmunitario que eliminan el material muerto, las PAF y las células madre musculares, y en qué niveles.En los modelos de lesión aguda, las PAF aparecieron en una secuencia oportuna, después de la infiltración de macrófagos y antes de la activación de las células madre musculares, y se dejaron dentro de la ventana de regeneración típica de cinco a siete días. En contraste, en el modelo de desnervación, las PAF se acumularon dentro de los músculos enniveles más altos y nunca se fueron. Además, no se detectó infiltración celular inflamatoria y no se activaron las células madre musculares.
Los científicos examinaron estas extrañas FAP más de cerca y descubrieron que las células habían activado STAT3, lo que resultó en niveles elevados de IL-6, una citocina inflamatoria que estimula la atrofia muscular. La señalización de IL-6-STAT3 apareció después de una pérdida de conexiónentre la neurona motora y el músculo, llamada unión neuromuscular, lo que sugiere que este vínculo es esencial para mantener las FAP bajo control.
"Este estudio destaca una vía interesante y prometedora iniciada en respuesta a la pérdida de las uniones neuromusculares; y cuando se bloquea, reduce el desgaste muscular en los sistemas modelo de ALS", dijo Lucie Bruijn, Ph.D., científico jefe de la Asociación ALS"Otros estudios para comprender esta vía en personas con ELA y la optimización de posibles moléculas de plomo serán importantes para desarrollar este enfoque terapéutico para la ELA".
El laboratorio de Puri está ansioso por continuar estudiando estas PAF específicas de la enfermedad.
"Como médico investigador, los pacientes siempre están a la vanguardia de mi mente y siento una urgencia increíble para que esta investigación avance", dijo Puri. "Ahora que hemos encontrado una diferencia clave en estas células FAP, tenemos unoportunidad de eliminar selectivamente las células malas que causan enfermedades o convertir las células para que puedan reparar los nervios. Finalmente, esperamos crear un medicamento que extienda la vida de las personas con ELA u otras enfermedades de las neuronas motoras, o tal vez una prueba que ayudelos médicos predicen mejor la gravedad de la enfermedad "
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Materiales proporcionado por Instituto de descubrimiento médico de Sanford Burnham Prebys . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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