El IL-6la familia de proteínas tiene mala reputación: puede promover la inflamación, la artritis, las enfermedades autoinmunes e incluso el cáncer. Sin embargo, un nuevo estudio dirigido por la USC publicado en Biología de las Comunicaciones revela la importancia de IL-6 y genes asociados para mantener y regenerar el cartílago tanto en las articulaciones como en las placas de crecimiento que permiten el crecimiento del esqueleto en los niños.
"Mostramos, por primera vez, que el IL-6 familia, anteriormente asociada casi exclusivamente en el campo musculoesquelético con artritis, pérdida ósea y muscular y otras enfermedades inflamatorias crónicas, es necesaria para el mantenimiento de las células madre y progenitoras esqueléticas, y para el crecimiento y la función saludables de las articulaciones y la columna vertebral", dijo el autor correspondiente del estudio, Denis Evseenko, quien ocupa la Cátedra J. Harold y Edna LaBriola en Investigación Ortopédica Genética, y profesor asociado de cirugía ortopédica, biología de células madre y medicina regenerativa en la Escuela de Medicina Keck de la USC".Nuestro estudio establece un vínculo entre la inflamación y la regeneración, y puede explicar por qué el tallo y los progenitores se agotan en la inflamación crónica".
En el estudio, la primera autora Nancy Q. Liu de la USC y sus colegas observaron de cerca un gen clave activado por IL-6: STAT3. Tanto en células humanas cultivadas en laboratorio como en ratones, los científicos demostraron queSTAT3 es fundamental para la proliferación, supervivencia, maduración y regeneración de las células formadoras de cartílago en las articulaciones y las placas de crecimiento. Cuando el gen dejó de funcionar, las células formadoras de cartílago se volvieron cada vez más disfuncionales con el tiempo, lo que resultó en un tamaño corporal más pequeño, fusionado prematuramenteplacas de crecimiento, esqueletos subdesarrollados y cartílago articular levemente degenerado.
Los ratones experimentaron los mismos problemas cuando carecían de una proteína llamada glicoproteína 130 gp130, que todos IL-6 uso de proteínas para activarEstad3. Desactivar otro genLifr, que codifica una proteína que funciona con gp130 para reconocer uno de los IL-6proteínas llamadas Límite, produjo cambios esqueléticos y cartilaginosos similares pero más leves.
En ratones que carecen de gp130, los científicos pudieron restaurar las placas de crecimiento normales mediante una sobreactivaciónEstad3 -- aunque esto también causó un crecimiento excesivo de cartílago que condujo a otras anomalías esqueléticas.
Curiosamente, los investigadores notaron diferencias significativas relacionadas con el sexo: cuándoEstad3 dejó de funcionar, las hembras experimentaron cambios más severos en el cartílago y el esqueleto que los machos. Para entender por qué, los investigadores alteraron los niveles de estrógeno en ratones, así como en células de cartílago de cerdo cultivadas en laboratorio. En ambos casos, el estrógeno aumentó la cantidad y la actividadde Estad3, lo que sugiere que las mujeres podrían depender más de este gen.
El estudio tiene implicaciones clínicas para el uso de fármacos existentes que inhibenSTAT3 para frenar la inflamación en enfermedades autoinmunes: estos medicamentos también pueden interferir con el crecimiento y la regeneración.
Por el contrario, el Laboratorio Evseenko ha aprovechado su comprensión de los matices deSTAT3 y genes y proteínas asociados para desarrollar un fármaco altamente específico con el potencial de regenerar el cartílago articular sin desencadenar inflamación. Este fármaco pronto se probará en ensayos clínicos en humanos.
"Nuestros hallazgos realmente cambian el paradigma y desafían los dogmas existentes en el campo sobre cómo IL-6, STAT3, y los genes y proteínas asociados influyen no solo en la inflamación, sino también en la regeneración", dijo Evseenko.
Sobre el estudio
Los coautores adicionales del estudio incluyen: Yucheng Lin de la USC, la Universidad Médica de Nanjing y la Universidad del Sudeste de Nanjing; Liangliang Li y Dawei Geng de la USC y la Universidad Médica de Nanjing; Jinxiu Lu, Zorica Buser, Jenny Magallanes, Jade Tassey,Ruzanna Shkhyan, Arijita Sarkar, Siyoung Lee, Youngjoo Lee, Frank A. Petrigliano, Ben Van Handel y Tea Jashashvili de la USC, Jiankang Zhang de la USC y la Universidad de Sichuan, Noah Lopez y Karen Lyons de la UCLA y Liming Wang de la Universidad Médica de Nanjingy la Universidad de Sichuan.
El trabajo fue apoyado por fondos federales de los Institutos Nacionales de Salud subvenciones R01AR071734 y R01AG058624 y el Departamento de Defensa subvención W81XWH-13-1-0465 y el Instituto de Medicina Regenerativa de California subvención TRAN1-09288.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Escuela de Medicina Keck de la USC. Original escrito por Cristy Lytal. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
referencia de diario:
Citar esta página:
Visita Nuevo científico for more global science stories >>>