Cualquiera que suba los 285 escalones a la plataforma de observación de Siegessäule de Berlín, o Columna de la Victoria, probablemente tendrá bastantes dolores musculares al día siguiente. Actividades fuera de lo normal, como subir muchos escalones o incluso ejercicio normalpuede ejercer una tensión significativa en los músculos. Estas actividades causan pequeñas roturas en las fibras musculares, que el cuerpo repara por sí solo
Incluso cuando ocurren lesiones, los músculos activan un programa de regeneración endógena: un suministro de reserva de células madre musculares, conocidas como células satélite, residen alrededor de las fibras musculares y son esenciales para la reparación de las células musculares dañadas. Estas células satélite producen nuevos músculosfibras en un proceso que da como resultado la regeneración muscular. Las personas mantienen esta capacidad hasta la vejez. Los investigadores están particularmente interesados en estas células ya que podrían proporcionar objetivos para nuevos enfoques terapéuticos para personas con enfermedades musculares.
Una proteína sobrevalorada
Los investigadores asumieron previamente que cierta proteína, el factor de transcripción PAX7, desempeña un papel clave en la regeneración muscular. "Las células de las que surgen nuevos músculos tienen un enorme potencial para desarrollar terapias genéticas para tratar la atrofia muscular. Y PAX7 en realidad se considera unpropiedad característica de las células satélite de construcción muscular ", dice la profesora Simone Spuler.
El científico y el médico es un líder del grupo de investigación en el Centro de Investigación Clínica y Experimental ECRC, una institución conjunta del Centro Max Delbrück de Medicina Molecular en la Asociación Helmholtz MDC y Charité - Universitätsmedizin Berlin, y dirige elMyology Group en el MDC. Su equipo ahora ha informado en la revista Comunicaciones de la naturaleza que es posible que los músculos crezcan y se regeneren sin PAX7. El estudio caracterizó un subtipo de células satélite previamente desconocido que podría desempeñar un papel importante en el desarrollo futuro de terapias génicas a partir de células madre musculares.
"Los hallazgos ciertamente sorprenderán a muchos investigadores en el campo", dice el Dr. Andreas Marg, científico principal en el laboratorio de Spuler y autor principal del estudio. Inicialmente, él mismo se guió por la suposición de que el factor de transcripción era crucial paracrecimiento muscular ". Anteriormente centré mi investigación en las células positivas para PAX7. Nuestros hallazgos nos condujeron a un nuevo camino".
Nuevos músculos a pesar de una mutación n
El equipo de investigación debe el descubrimiento a una niña: Lavin ha sufrido una forma genética de distrofia muscular desde su nacimiento y es la protagonista del estudio. Lavin tiene todos los músculos de una persona sana, pero cada uno de sus músculos es muypequeña. La musculatura a lo largo de su columna vertebral se ve particularmente afectada por la enfermedad. Los brazos y las piernas de Lavin son fuertes, pero sufre problemas respiratorios y tiene dificultades para inclinarse hacia adelante y mantener la cabeza erguida.
El análisis genético muestra que el gen para PAX7 está dañado en Lavin; sus células no pueden producir esta proteína. El Hospital Universitario de Munich descubrió esto en 2017. Poco después, Spuler y Marg se enteraron de esta mutación extremadamente rara, una que habíano se había descrito antes. Lavin viajó con sus padres al campus de Berlin-Buch, donde los científicos tomaron una muestra de su tejido muscular. Marg usó un nuevo procedimiento para filtrar las células satélite de Lavin y luego las implantó en ratones.Las fibras musculares crecieron en los ratones a partir de las células de Lavin, a pesar de la ausencia de PAX7.
Spuler supone que PAX7 no es igualmente importante para cada célula. Esto explicaría por qué Lavin puede caminar y trepar relativamente bien, pero apenas tiene fuerza en su diafragma, lo que causa problemas respiratorios. "Quizás podríamos desarrollar una terapia genética paraLavin utiliza la herramienta de edición de genes CRISPR-Cas9 ", dice Spuler." Sin embargo, para reparar el gen defectuoso, CRISPR-Cas9 tendría que apuntar específicamente a las células de la musculatura axial, y eso aún no es posible ". Pero el laboratorio de Spulerestá trabajando intensamente para descubrir cómo reparar genes defectuosos en las células musculares. Para Lavin y su familia, esta investigación ofrece un pequeño atisbo de esperanza de que se encuentre una terapia adecuada.
Un nuevo subtipo de células madre musculares
Marg y Spuler colaboraron en el estudio con muchos colegas del MDC y con científicos de instituciones en el extranjero. El grupo de investigación del profesor Nikolaus Rajewsky en el Instituto de Biología de Sistemas Médicos de Berlín BIMSB comparó las células de Lavin con las donadas por personas sanas.análisis de células, que analiza la actividad de cada célula individualmente, reveló una población celular previamente desconocida. En alrededor del 20 por ciento de los donantes, la mayoría de las células satélite activadas tampoco producen PAX7, aunque la información genética espresente en las células. El equipo descubrió algo más en esas células en las que faltaba el factor de transcripción: CLEC14A, una proteína que se encuentra en muchas células de los vasos sanguíneos. Esta proteína se expresó altamente en las células madre del músculo de Lavin.
El nuevo estudio describe un subtipo previamente desconocido de células satélite. Primero, los investigadores identificaron estas células en el nicho de células madre, que es donde residen las células satélite. Segundo, PAX7 no está presente en estas células. Tercero, otras proteínas característicastales como CLEC14A están presentes en su lugar. Y cuarto, se pueden derivar nuevas fibras musculares de esta población celular.
Hasta ahora, solo las células con PAX7 se han considerado como objetivos para la investigación de terapia génica que involucra células satélite. El nuevo estudio muestra que el subtipo descubierto también debería desempeñar un papel en el desarrollo terapéutico.
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Materiales proporcionado por Centro Max Delbrück de Medicina Molecular en la Asociación Helmholtz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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