El desarrollo del embrión durante el embarazo es uno de los procesos más complejos de la vida. Los genes están fuertemente activados, y las vías de desarrollo deben hacer su trabajo de manera muy precisa y precisa. Los llamados genes Hox juegan un importante papel reguladorpapel en este proceso. Aunque permanecen detectables en las células madre de los tejidos adultos a lo largo de la vida, después del nacimiento son raramente activas. Ahora, sin embargo, los investigadores del Instituto Leibniz sobre el Envejecimiento - Instituto Fritz Lipmann FLI en Jena, Alemania, tienendemostró que, en la vejez, uno de estos genes Hox Hoxa9 se reactiva fuertemente en las células madre del músculo murino después de la lesión, lo que lleva a una disminución en la capacidad regenerativa del músculo esquelético. Curiosamente, cuando esta defectuosa reactivación genéticafue inhibido por compuestos químicos, la regeneración muscular mejoró en ratones viejos, lo que sugiere nuevos enfoques terapéuticos destinados a mejorar la regeneración muscular en la vejez. El estudio se publica en la revista científica Naturaleza el 30 de noviembre de 2016.
Activación de genes embrionarios en células madre envejecidas: un nuevo curso de envejecimiento de células madre y tejidos
La mayor sorpresa del estudio actual es que la reactivación de Hoxa9 después de una lesión muscular en la vejez deteriora la funcionalidad de las células madre musculares, en lugar de mejorarla. Dr. Stefan Tümpel, coautor y postdoctorado delFLI, explica: "Originalmente, las vías de desarrollo inducidas por Hoxa9 son responsables del desarrollo adecuado de los ejes del cuerpo, por ejemplo, durante el desarrollo de los dedos de una mano". La Dra. Julia von Maltzahn lidera el grupo de investigación sobre el tallo muscularcélulas en el FLI. Ella agrega que "una disminución en la funcionalidad de las células madre conduce a una disminución inevitable en la capacidad regenerativa de todo el músculo esquelético. Con la edad, esto puede debilitar la fuerza muscular después de la lesión".y el envejecimiento de los tejidos aún no se han entendido completamente. Ya se ha reconocido que las señales que controlan el desarrollo del embrión se activan en las células madre que envejecen. Sin embargo, los genes reguladores que controlan estas señales noet ha sido analizado en envejecimiento."Desde una perspectiva evolutiva, los genes Hox son muy antiguos. Regulan el desarrollo de órganos en casi todo el reino animal, desde las moscas hasta los humanos. Es una gran sorpresa que la reactivación defectuosa de estos genes conduzca al envejecimiento de las células madreen el músculo. Este hallazgo influirá fundamentalmente en nuestra comprensión de los cursos de envejecimiento ", espera el Prof. K. Lenhard Rudolph, Director Científico de la FLI.
Respuesta al estrés epigenético alterado
La activación de los genes del desarrollo en un embrión debe programarse con mucha precisión, para garantizar la formación de tejidos y el desarrollo de órganos sin defectos. Este frágil proceso está regulado por alteraciones del epigenoma, es decir, modificaciones químicas del ADN. En colaboración con el Dr.Christian Feller y el Prof. Dr. Ruedi Aebersold de ETH Zurich, se aplicó un nuevo enfoque metodológico para identificar los cambios epigenéticos que ocurren en las células madre musculares después de la lesión, como posibles causas para la reactivación de los genes Hox en la vejez.Simon Schwörer es estudiante de doctorado en la FLI y primer autor del artículo. Describe cómo, "Sorprendentemente, las células madre musculares viejas no mostraron una activación defectuosa del epigenoma en reposo, la etapa de reposo en el músculo no lesionado. Soloen respuesta a una lesión muscular, ¿muestran las células madre una respuesta de estrés epigenético anormal, lo que conduce a la apertura del ADN y, por lo tanto, a la activación de las vías de desarrollo?om Jena y Zurich fueron colaboradores de Ulm, Heidelberg, Los Ángeles y Rochester;todos los cuales contribuyeron significativamente a los sorprendentes resultados.
Perspectivas futuras: medicina regenerativa
En colaboración con el Hospital Universitario Jena UKJ, el Prof. K. Lenhard Rudolph planea investigar, "... si una reactivación similar de los genes embrionarios también es causante de la pérdida del mantenimiento muscular en humanos que envejecen".El estudio ya demuestra que los compuestos médicos que limitan las alteraciones en el epigenoma, pueden mejorar la capacidad regenerativa de los músculos en ratones viejos. Hasta ahora, este enfoque es demasiado inespecífico y afecta la modificación de genes en varias células y tejidos. Por esta razón, una colaboraciónEl estudio con el "Centro Jena para Asuntos Suaves" Dra. Anja Träger está preparado para investigar si es factible una inhibición inducida por nanopartículas de genes Hox en células madre musculares y, de ser así, sería suficiente paraMejorar la regeneración muscular y el mantenimiento.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Leibniz sobre el Envejecimiento - Instituto Fritz Lipmann FLI . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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