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SALUD. Nueva investigación muestra cómo estimular la regeneración muscular y reconstruir el tejido

 


La investigación del Instituto Salk revela pistas sobre los cambios moleculares que subyacen a la pérdida de masa muscular relacionada con el envejecimiento.

Uno de los muchos efectos del envejecimiento es la pérdida de masa muscular, que contribuye a la discapacidad en las personas mayores. Para contrarrestar esta pérdida, los científicos del Instituto Salk están estudiando formas de acelerar la regeneración del tejido muscular, utilizando una combinación de compuestos moleculares que se utilizan comúnmente en la investigación de células madre.

En un estudio publicado el 25 de mayo de 2021 en Nature Communications, los investigadores demostraron que el uso de estos compuestos aumentaba la regeneración de las células musculares en ratones al activar los precursores de las células musculares, llamados progenitores miogénicos. Aunque se necesita más trabajo antes de que este enfoque se pueda aplicar en humanos, la investigación proporciona información sobre los mecanismos subyacentes relacionados con la regeneración y el crecimiento muscular y podría algún día ayudar a los atletas, así como a los adultos mayores, a regenerar tejidos de manera más efectiva.

“La pérdida de estos progenitores se ha relacionado con la degeneración muscular relacionada con la edad”, dice el profesor de Salk Juan Carlos Izpisua Belmonte, autor principal del artículo. "Nuestro estudio descubre factores específicos que pueden acelerar la regeneración muscular, además de revelar el mecanismo por el cual esto ocurrió".

La inducción de factores de Yamanaka (OKSM) en las fibras musculares aumenta el número de progenitores miogénicos. Arriba, control; abajo, tratamiento. El color rojo-rosa es Pax7, un marcador de células madre musculares. El azul indica núcleos musculares. Fuente: Instituto Salk

Los compuestos utilizados en el estudio a menudo se denominan factores de Yamanaka en honor al científico japonés que los descubrió. Los factores de Yamanaka son una combinación de proteínas (llamadas factores de transcripción) que controlan cómo se copia el ADN para su traducción a otras proteínas. En la investigación de laboratorio, se utilizan para convertir células especializadas, como las células de la piel, en más células parecidas a células madre que son pluripotentes, lo que significa que tienen la capacidad de convertirse en muchos tipos diferentes de células.

“Nuestro laboratorio demostró anteriormente que estos factores pueden rejuvenecer las células y promover la regeneración de tejidos en animales vivos”, dice el primer autor Chao Wang, becario postdoctoral en el laboratorio de Izpisua Belmonte. "Pero cómo sucede esto no se sabía previamente".

La regeneración muscular está mediada por células madre musculares, también llamadas células satélite. Las células satélite están ubicadas en un nicho entre una capa de tejido conectivo (lámina basal) y fibras musculares (miofibras). En este estudio, el equipo utilizó dos modelos de ratón diferentes para identificar los cambios específicos de las células madre musculares o específicos del nicho después de la adición de factores de Yamanaka. Se centraron en ratones más jóvenes para estudiar los efectos de los factores independientes de la edad.

En el modelo específico de miofibra, encontraron que la adición de factores de Yamanaka aceleraba la regeneración muscular en ratones al reducir los niveles de una proteína llamada Wnt4 en el nicho, que a su vez activaba las células satélite. Por el contrario, en el modelo específico de células satélite, los factores de Yamanaka no activaron las células satélite y no mejoraron la regeneración muscular, lo que sugiere que Wnt4 juega un papel vital en la regeneración muscular.

Según Izpisua Belmonte, quien ocupa la Cátedra Roger Guillemin, las observaciones de este estudio podrían eventualmente conducir a nuevos tratamientos dirigidos a Wnt4.

“Nuestro laboratorio ha desarrollado recientemente tecnologías novedosas de edición de genes que podrían usarse para acelerar la recuperación muscular después de una lesión y mejorar la función muscular”, dice. "Podríamos utilizar esta tecnología para reducir directamente los niveles de Wnt4 en el músculo esquelético o para bloquear la comunicación entre Wnt4 y las células madre musculares".

Los investigadores también están estudiando otras formas de rejuvenecer las células, incluido el uso de ARNm e ingeniería genética. Estas técnicas podrían eventualmente conducir a nuevos enfoques para impulsar la regeneración de órganos y tejidos.

Fuente: “In vivo partial reprogramming of myofibers promotes muscle regeneration by remodeling the stem cell niche” by Chao Wang, Ruben Rabadan Ros, Paloma Martinez-Redondo, Zaijun Ma, Lei Shi, Yuan Xue, Isabel Guillen-Guillen, Ling Huang, Tomoaki Hishida, Hsin-Kai Liao, Estrella Nuñez Delicado, Concepcion Rodriguez Esteban, Pedro Guillen-Garcia, Pradeep Reddy and Juan Carlos Izpisua Belmonte, 25 May 2021, Nature CommunicationsDOI: 10.1038/s41467-021-23353-z


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