O estudo descobre um subtipo previamente desconhecido de células estaminais do músculo

Os cientistas descobriram um subtipo novo de células estaminais do músculo. Estas pilhas têm a capacidade para construir e regenerar os músculos novos, fazendo lhes alvos interessantes para a revelação das terapias genéticas.

Qualquer um que escala as 285 etapas à plataforma da visão do Siegessäule de Berlim, ou a coluna da vitória, terá provavelmente bastante alguns músculos doridos o next day. As actividades fora do vulgar tais como lotes de escalada das etapas ou mesmo o exercício normal podem pôr a tensão significativa sobre os músculos. Tais actividades causam rasgos minúsculos nas fibras de músculo, que o corpo repara então no seus próprias.

Mesmo quando os ferimentos ocorrem, os músculos activam um programa endógeno da regeneração: Uma fonte da reserva de células estaminais de músculo, conhecida como pilhas satélites, reside em torno das fibras de músculo e é essencial para o reparo de pilhas de músculo danificadas. Estas pilhas satélites produzem fibras de músculo novas em um processo que conduza à regeneração do músculo. Os povos mantêm esta capacidade bem na idade avançada. Os pesquisadores estão particularmente interessados nestas pilhas desde que poderiam fornecer alvos para aproximações terapêuticas novas para povos as doenças do músculo.

Uma proteína avaliada em excesso

Os pesquisadores supor previamente que uma determinada proteína - o factor PAX7 da transcrição - jogos um papel chave na regeneração do músculo. As “pilhas de que os músculos novos elevaram têm o potencial enorme para que as terapias genéticas tornando-se tratem a atrofia do músculo. E PAX7 é considerado realmente uma propriedade característica de pilhas satélites da músculo-construção,” diz o prof. Simone Spuler. O cientista e o médico são um líder do grupo de investigação no centro de pesquisa experimental e clínico (ECRC), uma instituição comum do centro máximo de Delbrück para a medicina molecular na associação de Helmholtz (CDM) e Charité - Universitätsmedizin Berlim, e cabeças o grupo do Myology no CDM. Sua equipe tem relatado agora nas comunicações da natureza do jornal que é possível para os músculos crescer e regenerar sem PAX7. O estudo caracterizou um subtipo previamente desconhecido das pilhas satélites que poderiam jogar uma revelação importante do papel no futuro das terapias genéticas das células estaminais de músculo.

“Os resultados surpreenderão certamente muitos pesquisadores no campo,” diz o Dr. Andreas Marg, um cientista superior no laboratório de Spuler e autor principal do estudo. Ele mesmo foi guiado inicialmente pela suposição que o factor da transcrição era crucial para o crescimento do músculo. “Eu focalizei previamente minha pesquisa sobre pilhas de PAX7-positive. Nossos resultados conduzem-nos abaixo de um trajecto novo.”

Músculos novos apesar de uma mutação

A equipa de investigação deve a descoberta a uma rapariga: Lavin sofreu de um formulário genético da distrofia muscular desde o nascimento e é o protagonista no estudo. Lavin tem todos os músculos de uma pessoa saudável, mas cada um de seus músculos é muito pequeno. A musculatura ao longo de sua espinha é afectada particularmente pela doença. Os braços e os pés de Lavin são fortes, mas sofre problemas de respiração e tem a dificuldade dobrar-se para a frente e manter sua cabeça.

A análise do gene mostra que o gene para PAX7 é danificado em Lavin; suas pilhas não podem produzir esta proteína. O hospital Munich da universidade descobriu este em 2017. Logo depois, Spuler e Marg aprenderam desta mutação extremamente rara - uma que não tinha sido descrita antes. Lavin viajou com seus pais ao terreno de Berlim-Buch, onde os cientistas tomaram uma amostra de seu tecido do músculo. Marg usou um procedimento novo para filtrar para fora as pilhas satélites de Lavin e implantou-as então nos ratos. Observou que as fibras de músculo novas cresceram nos ratos das pilhas de Lavin - apesar da ausência de PAX7.

Spuler presume que PAX7 não é igualmente importante para cada pilha. Isto explicaria porque Lavin pode andar e escalar relativamente bem, mas tem mal toda a força em seu diafragma, que causa os problemas de respiração.

Nós poderíamos talvez desenvolver uma terapia genética para Lavin que usa a ferramenta CRISPR-Cas9 deedição. Contudo, para reparar o gene defeituoso, CRISPR-Cas9 teria que especificamente visar as pilhas da musculatura axial, e aquele não é ainda possível.”

Prof. Simone Spuler

Mas o laboratório de Spuler está trabalhando intensiva para figurar para fora como reparar genes defeituosos em pilhas de músculo. Para Lavin e sua família, esta pesquisa oferece um reflexo pequeno da esperança que uma terapia apropriada seja encontrada.

Um subtipo novo de células estaminais do músculo

Marg e Spuler colaboraram no estudo com muitos colegas no CDM e com os cientistas das instituições no exterior. O grupo de investigação do prof. Nikolaus Rajewsky no instituto de Berlim para a biologia de Medical Systems (BIMSB) comparou as pilhas de Lavin com as aquelas doadas por povos saudáveis. a análise da Único-pilha, que olha a actividade de cada pilha individualmente, revelou uma população previamente desconhecida da pilha. Em ao redor 20 por cento dos doadores, a maioria das pilhas satélites ativadas igualmente não produz nenhum PAX7, mesmo que a informação genética este presente nas pilhas. A equipe descobriu pelo contrário algo mais naquelas pilhas em que o factor da transcrição faltava: CLEC14A, uma proteína que seja encontrada em muitas pilhas do vaso sanguíneo. Esta proteína mesma foi expressada altamente em células estaminais do músculo de Lavin.

O estudo novo descreve um subtipo previamente desconhecido de pilhas satélites. Primeiramente, os pesquisadores identificaram estas pilhas na ameia da célula estaminal, que é onde as pilhas satélites residem. Em segundo, PAX7 não está actual nestas pilhas. Em terceiro lugar, outras proteínas características tais como CLEC14A estam presente pelo contrário. E quarto, as fibras de músculo novas podem ser derivadas desta população da pilha.

Até agora, somente as pilhas com PAX7 foram consideradas como alvos para a pesquisa da terapia genética que envolve pilhas satélites. O estudo novo mostra que o subtipo descoberto deve igualmente jogar um papel na revelação terapêutica.

Source:
Journal reference:

Marg, A., et al. (2019) Human muscle-derived CLEC14A-positive cells regenerate muscle independent of PAX7. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-019-13650-z.