Para un deportista ávido, un tirón o un desgarro muscular es un hecho doloroso y bastante común. Un giro repentino o un episodio inusualmente vigoroso de ejercicios aeróbicos puede dejar a uno con un desgarro muscular que encerrará efectivamente a una persona a la cama durante unas pocas semanas.Sin embargo, los músculos sanan: un conjunto de células inactivas llamadas células de miosatélites en los músculos se activan por lesión para dividirse y formar mioblastos, que a su vez se fusionan con las células musculares para reparar los músculos dañados. La base mecanicista de la fusión de mioblastos con fibras musculares es ahoramás claro gracias al trabajo reciente del grupo de Vijayraghavan en el Centro Nacional de Ciencias Biológicas NCBS.
Nagaraju Dhanyasi del grupo de Vijayraghavan, ha colaborado con el Prof. Ben-Zion Shilo y el Dr. Eyal Schejter en el Instituto de Ciencia Weizmann, Israel, quienes también están investigando los procesos que rigen la fusión de mioblastos en moscas y ratones. Para estudiar el proceso enfue necesario generar imágenes de microscopio electrónico EM de alta resolución, lo que permitió a los investigadores reconstruir los pasos del proceso dinámico de fusión de mioblastos, donde se examinó detenidamente la estructura de las membranas de fusión.Las técnicas de microscopía electrónica de última generación, que se llevaron a cabo en colaboración con las instalaciones de EM del Instituto Weizmann. Las investigaciones del equipo han dado como resultado una descripción de los eventos durante la fusión de células de mioblastos individuales con células musculares, y se publicó enla edición de octubre de la Revista de biología celular .
La mayor parte de nuestro conocimiento sobre la fusión de mioblastos para formar fibras musculares multinucleadas se ha extraído de estudios sobre el desarrollo de músculos tubulares de Drosophila larvas. Sin embargo, los mecanismos que rigen la miogénesis formación de fibras musculares en los músculos estriados de la musculatura esquelética en los vertebrados no están muy claros. Este estudio se centra en los eventos que ocurren en la fusión de mioblastos en Drosophila durante la formación de los músculos de vuelo. Estos músculos sirven como un modelo particularmente atractivo, ya que su programa de desarrollo y su organización de fibras musculares se parecen a aspectos clave de la miogénesis esquelética de vertebrados.
"Este trabajo es en realidad una continuación de los estudios realizados por los primeros estudiantes de Vijay: Priyankana Mukherkjee y Rajesh Gunage", dice Nagaraju Dhanyasi, el primer autor del artículo. "Priyankana comenzó este trabajo investigando el papel de varias proteínas de fusión".utilizando microscopía confocal en la miogénesis de los músculos de vuelo de Drosophila . Este trabajo también fue una colaboración con los Drs. Shilo y Schejter. Rajesh estableció la presencia de células madre en Drosophila músculos similares a las células satélite en los músculos vertebrados. Esto preparó el escenario para abordar las preguntas sobre la regeneración muscular vertebrada en un sistema modelo de Drosophila. "Las ventajas de usar Drosophila como modelo son muchos: la pequeña mosca se cultiva fácilmente y es susceptible de una gran variedad de manipulaciones genéticas. A pesar de esto, el estudio de los procesos miogénicos en los músculos de vuelo se ha quedado atrás, principalmente porque las herramientas para la manipulación genéticafaltaban fases de desarrollo posteriores. "Con el advenimiento de la tecnología RNAi, este problema se resolvió y pudimos estudiar el proceso de fusión de mioblastos con gran detalle", dice Dhanyasi.
El estudio muestra que la fusión de los mioblastos a las fibras musculares existentes, llamadas miotubos, sigue un conjunto de etapas distintas que requieren comunicación entre los elementos transmembrana y el citoesqueleto de actina. Una elegante serie de experimentos permitió a los investigadores delinear los detalles ultraestructuralesde una serie de pasos discretos en este evento. El proceso comienza con la unión de mioblastos a la superficie de un miotubo existente con la ayuda de una gran cantidad de proteínas de adhesión celular, un proceso conocido como aposición. Después de la aposición es un aplanamiento de la membrana mioblástica paraaumentar su superficie de contacto con el miotubo. Se ha demostrado que este paso requiere elementos de la maquinaria del citoesqueleto celular. El tercer paso en este proceso es crucial cuando la membrana del mioblastos y la superficie del miotubo se acercan mucho entre sí en una condiciónconocido como 'aposición apretada'. La aposición apretada forma múltiples áreas de contactos de célula a célula llamados 'sitios de poros nacientes'. Estos contactosLas áreas forman poros de fusión, donde se fusionan las membranas celulares del mioblastos y los miotubos.Los poros de fusión eventualmente se expanden hasta que el mioblastos se incorpora completamente al miotubo en crecimiento.
Es probable que los estudios futuros impliquen investigaciones detalladas sobre los mecanismos de formación de poros de fusión y el descubrimiento de los actores moleculares involucrados en la formación de poros. "Creemos que los mecanismos celulares y moleculares descubiertos en este estudio y en futuros estudios están altamente conservados,y, por lo tanto, también es aplicable en sistemas de vertebrados. Por lo tanto, es probable que este estudio brinde información clave para comprender el desarrollo muscular y los procesos de reparación ", dice Dhanyasi.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Tata de Investigación Fundamental . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :