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Regeneración del músculo en ratones alcanzada

En un artículo publicado en el número actual de la revista Ingeniería de tejidos, un equipo de científicos ha logrado regenerar el tejido muscular funcional en ratones. El descubrimiento podría allanar el camino para nuevas terapias clínicas para tratar a las personas que sufren de grandes traumas musculares.
El equipo de investigación del Instituto Politécnico de Worcester (WPI) y CellThera, una empresa privada ubicada en el Centro de Bioingeniería y Ciencias de la Vida de WPI, aplicaron una técnica novedosa para manipular células musculares humanas maduras en un estado de células madre y luego desarrollaron las células reprogramadas en biopolímeros microthreads. Los investigadores extrajeron una gran sección del músculo de la pierna de un ratón, colocando los hilos en la herida y descubrieron que con el tiempo, los hilos y las células restauraban el músculo hasta casi su función normal.
Para su sorpresa, los investigadores descubrieron que los microthreads, que simplemente se usaban como andamio para soportar las células humanas reprogramadas, en realidad parecían acelerar el proceso de generación mediante el reclutamiento de células musculares de ratón progenitoras. Esto indica que estos microthreads en sí mismos podrían servir como una herramienta terapéutica para tratar los principales traumas musculares.
El autor Raymond Page, profesor asistente de ingeniería biomédica en WPI y director científico de CellThera, anunció: "Estamos satisfechos con el progreso de este trabajo, y francamente nos sorprendió el nivel de regeneración muscular que se logró".
El estudio actual es parte de un programa de varios años financiado en parte por subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud. El programa de investigación avanzada del Departamento de Defensa de los EE. UU. (DARPA), que también apoya el estudio, alienta el desarrollo de nuevas tecnologías y tratamientos para individuos que sufren heridas graves y la pérdida de extremidades.
En los mamíferos, los músculos esqueléticos pueden reparar pequeñas lesiones causadas por un esfuerzo excesivo o un trauma menor, ya que tienen la capacidad de repararse a sí mismos reclutando células progenitoras musculares (es decir, células que no se han desarrollado completamente en fibras musculares), al sitio de la lesión restaurar el músculo Sin embargo, la principal prioridad del cuerpo en lesiones graves es detener el sangrado, lo que resulta en una rápida formación de tejido cicatricial en el sitio de la herida que anula cualquier reparación muscular.
En el estudio actual, el equipo de WPI / CellThera trató de prevenir la formación de cicatrices e impulsar el crecimiento muscular mediante el uso de una combinación de dos tecnologías únicas.
El primer método había sido desarrollado anteriormente por el equipo para reprogramar células cutáneas humanas maduras sin usar virus o genes adicionales (Cloning, Stem Cells, 21 de julio de 2009). Aunque las células reprogramadas expresan genes de células madre y se multiplican en grandes cantidades, no se diferencian en tejidos específicos. El segundo método aplicado por los científicos fue el uso de biopolímeros microthreads como un andamio para apoyar a las células. Los microthreads, aproximadamente del grosor de un cabello, están hechos de fibrina, que es una proteína que ayuda a coagular la sangre y fueron desarrollados por George Pins, profesor asociado de ingeniería biomédica en WPI.
Los investigadores extirparon una porción del músculo tibial anterior de la pierna en varios ratones, ya que la lesión de este músculo no impide que los ratones caminen, pero afecta el rango de movimiento del pie y dejó que las heridas sanaran por sí solos en algunos de los animales. Las heridas de los otros ratones se llenaron con haces de microthreads que contenían células musculares humanas reprogramadas.
Observaron cicatrices sustanciales en el sitio de la lesión sin restauración de la función muscular en los ratones no tratados, mientras que los que fueron implantados con las células reprogramadas desarrollaron nuevas fibras musculares y desarrollaron muy pocas cicatrices. Un examen en la semana 10 siguiente a la implantación demostró que el músculo tibial anterior regenerado funcionaba con casi tanta fuerza como un músculo sano.
Dado que las células implantadas se tomaron del músculo humano, los científicos supusieron que la mayoría del músculo regenerado también estaría compuesto de células humanas, sin embargo, para su sorpresa, descubrieron que la mayor parte de la nueva fibra muscular estaba compuesta de células de ratón. Hipotetizaron que las microfibras de fibrina, que son similares a las fibras musculares en su composición y forma, pueden estimular a las células progenitoras de ratón residentes a migrar hacia la herida y comenzar a restaurar el tejido. Los investigadores creen que también pueden prevenir la respuesta inflamatoria natural que lleva a la cicatrización después de una lesión importante.
Este resultado insospechado indica que solo los microtirajes de fibrina solos podrían usarse para el tratamiento del trauma muscular mayor. La investigación para mejorar la regeneración con células humanas reprogramadas continúa.
Los autores concluyen:

"La contribución de los microthreads de fibrina solos a la cicatrización de heridas no debe subestimarse. Si bien esto indica claramente la posibilidad de mejorar las técnicas de administración celular, sugiere que los microtúbulos de fibrina solos tienen un enorme potencial para reducir la fibrosis y remodelar lesiones musculares grandes. , más completamente, la capacidad de los microthreads solos y determinar, en qué punto, se requiere una terapia combinada de células para la restauración completa del tejido funcional ".

Escrito por Petra Rattue

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