Un equipo de investigadores de Whitehead ha iluminado un papel importante para diferentes subtipos de células musculares en la organización del proceso de regeneración de tejidos. En un artículo publicado en la edición del 22 de noviembre de Naturaleza , revelan que se requiere un subtipo de fibras musculares en los gusanos planos para desencadenar la actividad de los genes que inician el programa de regeneración. Notablemente, en ausencia de estos músculos, la regeneración no se produce. Otro tipo de músculo, informan, esrequerido para dar al tejido regenerado el patrón adecuado, por ejemplo, formando una cabeza en lugar de dos.
"Uno de los misterios centrales en la regeneración de órganos y tejidos es, ¿cómo inician los animales todos los pasos celulares y moleculares que conducen a la regeneración?", Dice el autor principal Peter Reddien, miembro del Instituto Whitehead, profesor de biología en el MIT,e investigador del Instituto Médico Howard Hughes: "Hemos ayudado a responder esta pregunta al revelar un sorprendente programa molecular que opera dentro de un subgrupo de células musculares que ayuda a establecer la información molecular necesaria para la regeneración adecuada del tejido después de una lesión".
Durante más de una década, Reddien y su laboratorio han estudiado los mecanismos biológicos que subyacen a la regeneración en un pequeño gusano plano llamado planarians. Estos gusanos poseen algunas capacidades regenerativas impresionantes: cuando se cortan en dos, cada pieza del gusano puede regenerar las partes del cuerpoera necesario formar dos organismos completos. En estudios previos, el equipo de Reddien identificó un conjunto de genes siempre activos, conocidos como genes de control de posición o PCG, que proporcionan a las células instrucciones específicas de la región, como un conjunto de coordenadas GPS.que le dicen a las células dónde se encuentran en el cuerpo y, por lo tanto, qué parte del cuerpo deben regenerarse. Curiosamente, las PGC son activas en las células musculares planarias, lo que sugiere que el músculo puede desempeñar un papel importante en el proceso de regeneración.
"Este descubrimiento planteó muchas preguntas sobre cómo el músculo participa en este proceso", dice Reddien.
En planarias, hay un puñado de tipos de células musculares. Por ejemplo, si imagina a los gusanos como simples tubos cilíndricos, hay fibras musculares longitudinales, que corren de la cabeza a la cola a lo largo del eje largo de los tubos. También hayfibras circulares, que son perpendiculares a las fibras longitudinales y abrazan la circunferencia exterior de los tubos.
Para evaluar el papel de estos diferentes tipos de células musculares en la regeneración, la primera autora Lucila Scimone y sus colegas necesitaban un método para eliminarlas selectivamente. MyoD es un gen que se encuentra específicamente en las fibras longitudinales; cuando se inhiben, esas fibras no se forman.Del mismo modo, nkx1-1 marca las fibras circulares, y cuando se reduce su función, no se desarrollan. Utilizando estos genes como escalpelos moleculares, Scimone y sus coautores podrían probar los efectos de la ablación de estos grupos musculares distintos en la regeneración.
Sorprendentemente, cuando se eliminaron las fibras longitudinales, los resultados fueron dramáticos: los gusanos pueden vivir con bastante normalidad, pero cuando se lesionan, por ejemplo, se les quita la cabeza, no pueden regenerar las partes faltantes.
"Este es un resultado sorprendente: nos dice que estas fibras longitudinales son esenciales para orquestar el programa de regeneración desde el principio", dice Scimone, quien es científico en el laboratorio de Reddien.
A medida que los investigadores profundizaron en el hallazgo, descubrieron que las funciones de dos genes críticos se alteran cuando faltan las fibras longitudinales. Estos genes, llamados notum y follistatina, son conocidos por sus funciones fundamentales en la regeneración, controlando la cabeza contra la cabeza.decisiones de cola y proliferación celular sostenida, respectivamente, después de una lesión tisular.
Además de esta función esencial para las fibras longitudinales, el equipo de investigación también descubrió una función clave para las fibras circulares. Cuando faltan estos músculos, los planarios pueden regenerar las partes faltantes del cuerpo, pero lo que vuelve a crecer es anormalmente modelado, por ejemplo,dos cabezas se regeneran dentro de una sola extensión, en lugar de una.
Estos resultados subrayan un papel importante y previamente no apreciado para el músculo, ampliamente conocido por sus propiedades contráctiles, en la instrucción del programa de regeneración de tejidos. Los investigadores de Whitehead continuarán investigando el papel de los diferentes tipos de células musculares en la regeneración planaria y también exploraránsi otros animales con capacidades regenerativas poseen un programa similar localizado en los músculos para conferir información posicional.
"Es difícil entender qué limita la capacidad de los humanos para regenerar y reparar heridas sin saber primero qué mecanismos están permitiendo que algunos animales, como los planarios, lo hagan tan increíblemente bien", dice Reddien.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Whitehead para la Investigación Biomédica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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