Las células madre musculares deben estar listas para entrar en acción en cualquier momento: cuando un músculo se lesiona, por ejemplo, durante una actividad deportiva, es su responsabilidad desarrollar nuevas células musculares lo más rápido posible. Cuando un músculo crece,debido a que su dueño todavía está creciendo también o ha comenzado a hacer más deportes, también se requiere la conversión de células madre.
"Al mismo tiempo, sin embargo, debe haber un mecanismo en el cuerpo que evite una diferenciación incontrolada de células madre, porque de lo contrario el suministro de estas células en los músculos se agotaría rápidamente", dice la profesora Carmen Birchmeier,jefe del grupo de investigación en Biología del Desarrollo / Transducción de Señales en el Centro Max Delbrück de Medicina Molecular de la Asociación Helmholtz MDC.
Anteriormente solo se sabía que la oscilación ocurría en las células madre del cerebro
Birchmeier se asoció con colegas de Berlín, Colonia, Londres, París y Kioto en experimentos con ratones que examinaron cómo funciona este mecanismo. El grupo de investigadores ha informado ahora en la revista Genes y desarrollo que las proteínas MyoD y Hes1 regulan la diferenciación de las células musculares. Se producen en las células madre de manera oscilatoria, es decir, hay fluctuaciones periódicas en la cantidad de células producidas.
"Esta observación, en primer lugar, fue asombrosa en sí misma", dice Birchmeier, "porque nadie antes que nosotros había detectado la oscilación de las proteínas en el músculo". Anteriormente, este fenómeno solo se observaba en las células madre del cerebro.La investigadora del MDC espera que sus estudios algún día conduzcan a mejores tratamientos de las distrofias musculares y de la sarcopenia, un síndrome caracterizado por la pérdida progresiva de masa muscular con el avance de la edad.
La producción se ejecuta a toda velocidad cada dos o tres horas
"En nuestros experimentos, comenzamos conectando Hes1 y MyoD a proteínas con proteínas luminiscentes, es decir, emisoras de luz, para que pudiéramos rastrear mejor su desarrollo", explica la Dra. Ines Lahmann, autora principal del estudio.y miembro del grupo de investigación de Birchmeier. Posteriormente, el equipo pudo observar, en células aisladas, en tejido muscular y en animales vivos, que la proteína Hes1, que forma parte de la vía de señalización Notch, se produce en un proceso oscilatorio.manera.
"La producción alcanza su punto máximo cada dos o tres horas y luego vuelve a disminuir", informa Lahmann, y agrega que encontraron el mismo fenómeno en la proteína MyoD. "Siempre que la cantidad de MyoD en las células madre fluctúe periódicamente, las célulascrecer y dividirse, renovándose así ", dice Lahmann. Esto, según ella, asegura que siempre haya un suministro suficiente de células madre en el músculo.
La producción estable de proteínas es crucial para la diferenciación
Cuando una célula madre muscular comienza a diferenciarse y convertirse en una célula muscular, uno de los resultados es la formación de fibras musculares largas. Esto ocurre, por ejemplo, cuando un músculo crece en un organismo joven o cuando intenta repararse después de un"Cada vez que observábamos esta conversión de células bajo el microscopio, habíamos notado previamente que la oscilación se había detenido y la MyoD se expresaba de manera estable, independientemente de si estábamos mirando animales recién nacidos o adultos", informa Birchmeier.
Luego, su equipo procedió a desactivar completamente el gen de Hes1, de modo que la proteína ya no se produce en las células madre. Los investigadores también llevaron a cabo este experimento tanto en células como en animales vivos. "La falta de Hes1 provocó que MyoD noya no se producen de manera oscilatoria, sino más bien en un patrón estable. Como resultado, todas las células madre comenzaron a diferenciarse ", dice Birchmeier.
El objetivo son nuevas terapias para pacientes con trastornos musculares
"Nuestros experimentos muestran que cuando se trata de diferenciación de células madre y probablemente muchos otros procesos celulares, los genes no se activan o desactivan simplemente, y que todavía estamos muy lejos de comprender todos los desarrollos que ocurren cuando utilizamos la genéticatrucos para hacer exactamente eso ", enfatizó Birchmeier.
A continuación, ella y su equipo quieren estudiar por qué la oscilación de MyoD conduce a que la diferenciación de las células madre no tenga lugar en los músculos y por qué se necesita una producción estable de la proteína para desencadenar este proceso ". Una vez que logremos una mejor comprensión deTodo el proceso ", dice el investigador," podremos ayudar mejor a las personas con trastornos musculares cuya capacidad natural de regeneración muscular se ha visto afectada ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro Max Delbrück de Medicina Molecular de la Asociación Helmholtz . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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