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El estudio destapa un subtipo previamente desconocido de las células madres del músculo

Los científicos han descubierto un nuevo subtipo de las células madres del músculo. Estas células tienen la capacidad de construir y de regenerar los nuevos músculos, haciéndoles los objetivos interesantes para el revelado de terapias génicas.

Cualquier persona que toma de altura los 285 pasos a la plataforma de la visión de Siegessäule de Berlín, o la olumna de la victoria, tendrá probablemente muy algunos músculos del dolor el next day. Las actividades fuera de lo común tales como lotes de toma de altura de pasos o aún el ejercicio normal pueden poner la deformación importante en los músculos. Tales actividades causan los desgarros minúsculos en las fibras de músculo, que la carrocería entonces repara en sus las propio.

Incluso cuando ocurren los daños, los músculos activan un programa endógeno de la regeneración: Un abastecimiento de la reserva de células madres, conocido como células por satélite, reside alrededor de las fibras de músculo y es esencial para la reparación de las células musculares dañadas. Estas células por satélite producen nuevas fibras de músculo en un proceso que dé lugar a la regeneración del músculo. La gente mantiene esta capacidad bien en edad avanzada. Los investigadores están determinado interesados en estas células puesto que podrían proveer de los objetivos para las nuevas aproximaciones terapéuticas para la gente enfermedades del músculo.

Una proteína sobrestimada

Los investigadores asumieron previamente que cierta proteína - el factor PAX7 de la transcripción - los juegos un papel dominante en la regeneración del músculo. Las “células de las cuales los nuevos músculos se presentan tienen potencial enorme para que las terapias génicas que se convierten traten atrofia del músculo. Y PAX7 real se considera una propiedad característica de las células por satélite del músculo-edificio,” dice a profesor Simone Spuler. El científico y el médico es un líder del grupo de investigación en el centro de investigación experimental y clínico (ECRC), una institución común del centro máximo de Delbrück para el remedio molecular en la asociación de Helmholtz (MDC) y Charité - Universitätsmedizin Berlín, y culatas de cilindro el grupo de la miología en el MDC. Sus personas ahora han denunciado en las comunicaciones de la naturaleza del gorrón que es posible que los músculos crecer y regeneren sin PAX7. El estudio caracterizó un subtipo previamente desconocido de las células por satélite que podrían jugar un revelado importante del papel en el futuro de terapias génicas de las células madres.

“Las conclusión sorprenderán ciertamente a muchos investigadores en el campo,” dice al Dr. Andreas Marg, científico mayor en el laboratorio de Spuler y el autor importante del estudio. La suposición lo sí mismo condujo inicialmente que el factor de la transcripción era crucial para el incremento del músculo. “Enfoqué previamente mi investigación sobre las células de PAX7-positive. Nuestras conclusión nos llevan abajo de un nuevo camino.”

Nuevos músculos a pesar de una mutación

El equipo de investigación debe el descubrimiento a una chica joven: Lavin ha sufrido de una forma genética de la distrofia muscular desde nacimiento y es el protagonista en el estudio. Lavin tiene todos los músculos de una persona sana, pero cada uno de sus músculos es muy pequeño. La musculatura a lo largo de su espina dorsal es afectada determinado por la enfermedad. Las armas y los tramos de Lavin son fuertes, pero ella sufre problemas de respiración y tiene dificultad el doblar adelante y el detener de su cabeza.

El análisis del gen muestra que el gen para PAX7 es dañado en Lavin; sus células no pueden producir esta proteína. El hospital Munich de la universidad descubrió esto en 2017. Poco después, Spuler y Marg aprendieron de esta mutación extremadamente rara - una que no había sido descrito antes. Lavin viajó con sus padres al campus de Berlín-Buch, en donde los científicos recogieron una muestra de su tejido del músculo. Marg utilizó un nuevo procedimiento para filtrar fuera las células por satélite de Lavin y después las implantó en ratones. Él observó que las nuevas fibras de músculo crecieron en los ratones 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 porqué Lavin puede recorrer y toma de altura relativamente bien, pero tiene apenas cualquier fuerza en su diafragma, que causa los problemas de respiración.

Podríamos quizás desarrollar una terapia génica para Lavin que usaba la herramienta gen-que corregía CRISPR-Cas9. Sin embargo, para reparar el gen defectuoso, CRISPR-Cas9 tendría que específicamente apuntar las células de la musculatura axil, y eso no es todavía posible.”

Profesor Simone Spuler

Pero el laboratorio de Spuler está trabajando intensivo para imaginar cómo reparar genes defectuosos en células musculares. Para Lavin y su familia, esta investigación ofrece una pequeña luz tenue de la esperanza que una terapia conveniente sea encontrada.

Un nuevo subtipo de las células madres del músculo

Marg y Spuler colaboraron en el estudio con muchos colegas en el MDC y con los científicos de las instituciones en el extranjero. El grupo de investigación de profesor Nicolás Rajewsky en el instituto de Berlín para la biología de Medical Systems (BIMSB) comparó las células de Lavin con ésas donadas por la gente sana. El análisis unicelular, que observa la actividad de cada célula individualmente, reveló una población previamente desconocida de la célula. En el alrededor 20 por ciento de los donantes, la mayoría de las células por satélite activadas también no produce ningún PAX7, aunque la información genética está presente en las células. Las personas en lugar de otro descubrieron algo más en esas células en las cuales el factor de la transcripción faltaba: CLEC14A, una proteína que se encuentra en muchas células del vaso sanguíneo. Esta misma proteína fue expresada altamente en las células madres del músculo de Lavin.

El nuevo estudio describe un subtipo previamente desconocido de células por satélite. Primero, los investigadores determinaron estas células en el lugar de la célula madre, que es donde residen las células por satélite. En segundo lugar, PAX7 no está presente en estas células. Tercero, otras proteínas características tales como CLEC14A están presentes en lugar de otro. Y cuarto, las nuevas fibras de músculo se pueden derivar de esta población de la célula.

Hasta ahora, solamente las células con PAX7 se han considerado como objetivos para la investigación de la terapia génica que implicaba las células por satélite. El nuevo estudio muestra que el subtipo descubierto debe también desempeñar un papel en el revelado terapéutico.

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.