Un gen clave permite la reparación del músculo lesionado durante toda la vida. Este es el hallazgo de un estudio en ratones dirigido por investigadores del NYU Langone Medical Center y la Universidad de Colorado en Boulder, y publicado en línea el 21 de julio en Informes de celda .
Los resultados del estudio sugieren además que este gen "pasado por alto" puede desempeñar un papel importante en la sarcopenia, la pérdida de tejido muscular con la edad.
Específicamente, el equipo de investigación encontró que los niveles de una sola proteína conocida como AUF1 determinan si los grupos de células madre retienen la capacidad de regenerar el músculo después de una lesión y a medida que los ratones envejecen. Estudios anteriores también han relacionado los cambios en la acción de AUF1 conenfermedades de los músculos humanos.
Más de 30 enfermedades genéticas, conocidas colectivamente como miopatías, presentan defectos en este proceso de regeneración y hacen que los músculos se debiliten o se desgasten. La presentación clínica y la edad de diagnóstico varían; la distrofia muscular de Duchenne se desarrolla en los bebés, la distrofia muscular de la cintura de las extremidades debilita el torsoy músculos de las extremidades que comienzan en la edad adulta temprana, y la sarcopenia ocurre en pacientes mayores.
"Este trabajo sitúa el origen de ciertas enfermedades musculares directamente dentro de las células madre musculares y muestra que AUF1 es un controlador vital del destino de las células madre musculares adultas", dice Robert Schneider, PhD, profesor Albert B. Sabin de Microbiología y MolecularPatogénesis y decano asociado de la Oficina de Alianzas Terapéuticas en NYU Langone.
"El suministro de células madre se agota notablemente cuando la señal AUF1 es defectuosa, lo que hace que los músculos se deterioren un poco más cada vez que la reparación falla después de una lesión", dice Schneider.
etiquetado para destrucción
Los resultados del estudio giran en torno a una parte de la expresión génica, en la que las instrucciones codificadas en las cadenas de ADN para la construcción de proteínas son transportadas por intermediarios conocidos como ARN mensajeros ARNm. Las proteínas comprenden las estructuras, enzimas y señales del cuerpo. La expresiónde ciertos genes que deben activarse y desactivarse rápidamente se controla en parte mediante la destrucción dirigida de sus intermediarios de ARNm, un trabajo asignado a proteínas como AUF1.
Los investigadores encontraron que entre las funciones controladas por la estabilidad del ARNm está el destino de las células madre, que descienden del embrión humano y luego se multiplican y se especializan en el útero hasta convertirse en nuestros huesos, piel, músculos y otros tipos de tejidos.Algunos tejidos mantienen reservas especializadas de células madre hasta la edad adulta, listas para madurar en células de reemplazo y regenerar tejidos dañados según sea necesario.
Después de la lesión del músculo esquelético, las células madre del músculo reciben una señal para multiplicarse y reparar el tejido dañado, un proceso que los investigadores encontraron que está controlado por AUF1. Entre los objetivos de ARNm de AUF1 en las células madre del músculo, descubrieron uno que codifica un "maestroregulador "de la regeneración del músculo adulto, una proteína conocida como MMP9. Esta enzima descompone otras proteínas, controlando finalmente sus niveles de expresión.
El estudio actual encontró que los ratones diseñados para carecer del gen AUF1 mostraron un aumento de la actividad de MMP9 y una reducción de la reparación impulsada por las células madre. Esto "autosabotea" las reservas de células madre que normalmente reparan el músculo y destruye el nicho en el que se origina el músculo.las células residen mientras esperan la activación. En conjunto, esto da como resultado una ruptura espectacular y continua del músculo esquelético
Los investigadores demostraron que podían restaurar la función normal de las células madre musculares y la regeneración muscular relacionada en ratones que carecen de AUF1 mediante la reutilización de un fármaco desarrollado para el tratamiento del cáncer que bloquea la actividad de MMP9.
"Esto proporciona un camino potencial hacia tratamientos clínicos que aceleran la regeneración muscular después de una lesión traumática, o en pacientes con ciertos tipos de distrofia muscular de inicio en la edad adulta", dice Schneider. "Es posible que podamos tratar una variedad de enfermedades degenerativas mejorandocélulas madre de tejido a través de la selección de MMP9 y sus vías, incluso aquellas con AUF1 normal ".
"Una vez se pensó que AUF1 no hacía más que etiquetar los ARNm que no eran necesarios para poder eliminarlos, una proteína utilitaria de poco interés", dice el primer autor Devon Chenette, un estudiante graduado que fue pionero en el trabajo en el laboratorio de Schneider.. "Por el contrario, nuestros resultados sugieren que AUF1 ha evolucionado para ser un regulador clave del destino de las células madre y la capacidad regenerativa relacionada de los tejidos adultos".
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Materiales proporcionado por NYU Langone Medical Center / New York University School of Medicine . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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