Un equipo de investigación dirigido por UCLA ha identificado un cóctel químico que permite la producción de una gran cantidad de células madre musculares, que pueden autorrenovarse y dar lugar a todo tipo de células musculares esqueléticas.
El avance podría conducir al desarrollo de terapias basadas en células madre para la pérdida o daño muscular debido a una lesión, edad o enfermedad. La investigación fue publicada en Ingeniería Biomédica de la Naturaleza .
Las células madre musculares son responsables del crecimiento, reparación y regeneración de los músculos después de una lesión a lo largo de la vida de una persona. En los adultos completamente desarrollados, las células madre musculares están inactivas, permanecen inactivas hasta que son llamadas a responder a la lesión mediante la autorreplicación y la creación.todos los tipos de células necesarios para reparar el tejido dañado.
Pero esa capacidad regenerativa disminuye a medida que las personas envejecen; también puede verse comprometida por lesiones traumáticas y por enfermedades genéticas como la distrofia muscular de Duchenne.
"Las terapias basadas en células madre musculares son muy prometedoras para mejorar la regeneración muscular, pero los métodos actuales para generar células madre musculares específicas del paciente pueden llevar meses", dijo Song Li, autor principal del estudio y miembro de Eli yEdythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research en UCLA.
Li y sus colegas identificaron un cóctel químico, una combinación del extracto de raíz de forskolina y la molécula pequeña RepSox, que puede crear de manera eficiente una gran cantidad de células madre musculares en 10 días. En estudios con ratones, los investigadores demostraron dos vías potencialespor lo que el cóctel podría usarse como terapia.
El primer método utiliza células que se encuentran en la piel llamadas células miogénicas dérmicas, que tienen la capacidad de convertirse en células musculares. El equipo descubrió que el tratamiento de las células miogénicas dérmicas con el cóctel químico las llevó a producir una gran cantidad de células madre musculares, que podríanluego se trasplanta en tejido lesionado.
El equipo de Li probó ese enfoque en tres grupos de ratones con lesiones musculares: ratones adultos 8 semanas, ratones ancianos 18 meses y ratones adultos con una mutación genética similar a la que causa Duchenne enhumanos.
Cuatro semanas después del trasplante de células, las células madre musculares se integraron en el músculo dañado y mejoraron significativamente la función muscular en los tres grupos de ratones.
Para el segundo método, el equipo de Li utilizó nanopartículas para administrar el cóctel químico en el tejido muscular dañado. Las nanopartículas, que son aproximadamente una centésima parte del tamaño de un grano de arena, están hechas del mismo material que los puntos quirúrgicos solubles.y están diseñados para liberar los químicos lentamente a medida que se descomponen.
El segundo enfoque también produjo una respuesta de reparación robusta en los tres tipos de ratones. Cuando se inyectaron en el músculo lesionado, las nanopartículas migraron a través del área lesionada y liberaron los químicos, que activaron las células madre del músculo inactivo para comenzar a dividirse.
Si bien ambas técnicas tuvieron éxito, el beneficio clave de la segunda es que eliminó la necesidad de células en crecimiento en el laboratorio; toda la activación y regeneración de las células madre musculares tiene lugar dentro del cuerpo.
El equipo se sorprendió particularmente al descubrir que el segundo método fue eficaz incluso en ratones ancianos, a pesar del hecho de que a medida que los animales envejecen, el entorno que rodea y sostiene las células madre musculares se vuelve menos eficaz.
"Nuestro cóctel químico permitió que las células madre musculares en ratones ancianos superaran su entorno adverso y lanzaran una respuesta de reparación sólida", dijo Li, quien también es presidente de bioingeniería en la Escuela de Ingeniería Samueli de UCLA y profesor de medicina en David GeffenFacultad de Medicina de UCLA.
En estudios futuros, el equipo de investigación intentará replicar los resultados en células humanas y monitorear los efectos de la terapia en animales durante un período más largo. Los experimentos deberían ayudar a determinar si cualquiera de los enfoques podría usarse como un tratamiento único parapacientes con lesiones graves.
Li señaló que ninguno de los enfoques solucionaría el defecto genético que causa Duchenne u otras distrofias musculares genéticas. Sin embargo, el equipo prevé que las células madre musculares generadas a partir de las células de la piel de un donante sano podrían trasplantarse al músculo de un paciente con distrofia muscular, comoen los pulmones, lo que podría prolongar su vida útil y mejorar su calidad de vida.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - Ciencias de la salud de Los Ángeles . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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