Los biólogos de la Universidad Johns Hopkins han descubierto que una proteína que juega un papel clave en la vida de las células madre puede impulsar el crecimiento del tejido muscular dañado, un paso que podría contribuir potencialmente a los tratamientos para la degeneración muscular causada por la vejez y enfermedades comodistrofia muscular.
Los resultados, publicados en línea por la revista medicina natural , muestra que un tipo particular de proteína llamada integrina está presente en la superficie de las células madre y las células madre las usan para interactuar o "sentir" su entorno. Cómo las células madre perciben su entorno, también conocido como "nicho de células madre", "afecta cómo viven y duran la regeneración. Se demostró que la presencia de la proteína β1-integrina ayuda a promover la transformación de esas células madre indiferenciadas en músculo después de que el tejido se ha degradado, y mejora el crecimiento de la fibra muscular regenerada hasta en un 50 por ciento.
Si bien la presencia de β1-integrina en las células madre adultas es evidente, "su papel en estas células no ha sido examinado", especialmente su influencia en las señales bioquímicas que promueven el crecimiento de las células madre, escribieron los tres autores, Chen-Ming Fan,una profesora adjunta de biología; Michelle Rozo, quien completó su doctorado en biología en Johns Hopkins este año; y la estudiante de doctorado Liangji Li.
El experimento muestra que la integrina β1, uno de los 28 tipos de integrina, mantiene un vínculo entre las células madre y su entorno, e interactúa bioquímicamente con un factor de crecimiento llamado factor de crecimiento de fibroblastos [FGF] para promover el crecimiento de las células madre yrestauración después de una lesión del tejido muscular. Las células madre envejecidas no responden al FGF, y los resultados también muestran que la integrina β1 restaura la capacidad de las células madre envejecidas de responder al FGF para crecer y mejorar la regeneración muscular.
Al rastrear una matriz de proteínas dentro de las células madre, los investigadores probaron los efectos de eliminar la integrina β1 de las células madre. Esto se basa en el entendimiento de que las actividades de las células madre, células no diferenciadas que pueden especializarse,dependen de su entorno y están respaldados por las proteínas que se encuentran allí.
"Si eliminamos la integrina β1, todas estas otras proteínas desaparecerán", dijo Fan, autor principal del estudio y miembro del personal de la Carnegie Institution for Science en Washington y Baltimore.
Por qué ese es el caso no está claro, pero el experimento demostró que sin la β1-integrina, las células madre no podrían sostener el crecimiento después de una lesión en el tejido muscular.
Al examinar las moléculas de integrina β1 y la matriz de proteínas que utilizaron para rastrear la actividad de las células madre en los músculos envejecidos, los autores descubrieron que todas estas proteínas parecían haber sido eliminadas de las células madre envejecidas. Inyectaron un anticuerpo para estimularLa función de la β1-integrina en los músculos envejecidos para evaluar si este tratamiento mejoraría la regeneración muscular. Las mediciones del crecimiento de la fibra muscular con y sin aumentar la función de la β1-integrina mostraron que la proteína condujo a un 50 por ciento más de regeneración en casos de lesionesen ratones envejecidos.
Cuando se aplicó la misma estrategia de refuerzo de la función de integrina β1 a ratones con distrofia muscular, el músculo pudo aumentar la fuerza en aproximadamente un 35 por ciento.
Fan dijo que la investigación del equipo intentará determinar qué está sucediendo dentro de las células madre a medida que reaccionan con su entorno inmediato, como un paso para comprender más sobre la interacción de los dos. Eso, a su vez, podría ayudar a refinar la aplicaciónde integrina como terapia para la distrofia muscular y otras enfermedades, y para la degeneración muscular relacionada con la edad.
"Proporcionamos aquí un estudio de prueba de principio que puede ser ampliamente aplicable a enfermedades musculares que involucran disfunción de nicho SC células madre", escribieron los autores. "Pero se necesita un mayor refinamiento para que este método se convierta en un tratamiento viable"
La financiación para este trabajo fue proporcionada por la Carnegie Institution for Science y los National Institutes of Health AR060042 y HD075345.
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Materiales proporcionado por Universidad Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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