Fuerte cambio de rumbo para la investigación muscular

Nuevo subtipo de células madre musculares que pueden usarse en el desarrollo de terapias génicas

Los científicos han descubierto un nuevo subtipo de células madre musculares. Estas células tienen la capacidad de construir y regenerar nuevos músculos, convirtiéndolos en objetivos interesantes para el desarrollo de terapias génicas.

Cualquiera que suba los 285 escalones hasta la plataforma de observación de la Siegessäule de Berlín, o Columna de la Victoria, probablemente tendrá bastantes dolores musculares al día siguiente. Las actividades fuera de lo común, como subir muchos escalones o incluso hacer ejercicio normal, pueden ejercer una tensión significativa en los músculos. Tales 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 nuevas fibras musculares en un proceso que resulta en la regeneración muscular. Las personas mantienen esta habilidad 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, juega 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 una propiedad característica de las células satélite de construcción muscular”, dice la profesora Simone Spuler.

El científico y el médico son líderes 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 el Grupo de Myología en el MDC. Su equipo ahora ha informado en la revista Nature Communications 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 senior en el laboratorio de Spuler y autor principal del estudio. Él mismo se guió inicialmente por la suposición de que el factor de transcripción era crucial para el crecimiento muscular. “Previamente enfoqué mi investigación en las células positivas para PAX7. Nuestros hallazgos nos conducen por un nuevo camino”.

Nuevos músculos a pesar de una mutación.

El equipo de investigación le 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 muy pequeño. 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 no 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. Observó que crecían nuevas fibras musculares 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 todas las células. Esto explicaría por qué Lavin puede caminar y escalar relativamente bien, pero apenas tiene fuerza en su diafragma, lo que causa problemas respiratorios. “Quizás podríamos desarrollar una terapia génica para Lavin utilizando 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 Spuler está 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. El análisis de células individuales, que analiza la actividad de cada célula individualmente, reveló una población celular previamente desconocida. En alrededor del 20 por ciento de los donantes, los principales.

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Fuente: Science Daily