Rebobinar el reloj muscular podría reparar el tejido dañado a través del envejecimiento, la distrofia muscular

Al rebobinar el reloj y empujar a los músculos maduros a una etapa anterior de células madre, los bioingenieros de la Universidad de California (UC), Berkeley, en EE. UU. Han abierto la puerta al desarrollo de nuevas formas de tratar la degeneración muscular como la que se observa en distrofia muscular o envejecimiento. También lograron la tarea alterando la química celular sin recurrir a la manipulación de genes.
Escriben sobre su trabajo en la edición del 23 de septiembre de la revista Química y Biología.
El tejido del músculo esquelético está formado por miofibras, haces largos y fusionados de células musculares individuales (mioblastos). La fusión de estas células individuales es la última etapa de diferenciación del músculo esquelético, que comenzó como células madre indiferenciadas.
Usando ratones, los investigadores no solo descubrieron que podrían convencer al tejido muscular maduro para que vuelva a una etapa anterior de células madre, sino que descubrieron que las células madre recién reprogramadas también podrían usarse para reparar el tejido dañado.
La investigadora principal Irina Conboy, profesora asistente de bioingeniería de la Universidad de Berkeley, dijo a los medios que usaban químicos diminutos llamados inhibidores moleculares para desdiferenciar el tejido maduro, enviando a las miofibras fusionadas a una etapa anterior, un enfoque que se busca cada vez más en el campo de las células madre .
"Estos pequeños químicos van dentro de la célula y cambian la forma en que se comporta la célula sin cambiar su genoma", dijo Conboy, quien también es miembro del Centro de Células Madre de Berkeley e investigador del Instituto de California para Biociencias Cuantitativas (QB3).
"Los inhibidores solo se usaron durante 48 horas, tiempo suficiente para que las miofibras fusionadas se dividan en células individuales, y luego se eliminaron por lavado. Las células pueden proceder a vivir y morir normalmente, por lo que no hay riesgo de que se dividan de forma incontrolable. convertirse en tumores ", agregó.
Durante mucho tiempo, los científicos pensaron que la formación muscular era una calle de un solo sentido: una vez que se completara el viaje desde las células madre hasta los mioblastos y la fibra muscular, no había marcha atrás. Pero Conboy dijo "pudimos obtener una fibra muscular multinucleada para invertir el curso y separarla en mioblastos individuales".
Hay una serie de enfoques en la investigación de células madre, y la mayoría de los tratamientos se basan en células madre pluripotentes, el tipo que puede convertirse en cualquier tipo de célula. Estos pueden provenir de tejido embrionario, un método controvertido porque utiliza embriones, o de células adultas diferenciadas que se han reprogramado a través de la inserción de genes para desdiferenciarse en un estado embrionario, en lo que se denomina células madre pluripotentes inducidas (iPS) .
Las células madre pluripotentes pueden seguir dividiéndose y proliferando indefinidamente, un problema en sí mismo, porque si no se dirigen a un tipo particular de órgano, pueden convertirse rápidamente en teratomas, tipos de tumores que solo contienen una masa de tejido malformado.
El autor principal, Preeti Paliwal, investigador postdoctoral en bioingeniería en la Universidad de Berkeley, dijo:
"El mayor desafío con las células madre embrionarias o iPS es que incluso una única célula pluripotente indiferenciada puede multiplicarse in vivo y dar lugar a tumores".
Pero en este estudio, los investigadores no volvieron el reloj de vuelta a las células pluripotentes: solo llegaron hasta la etapa de células progenitoras. Las células progenitoras ya están destinadas a convertirse en un tipo particular de tejido: las células progenitoras musculares solo pueden formar tejido muscular y las células progenitoras hepáticas solo pueden formar tejido hepático.
Paliwal señaló que cuando se trasplantan al tejido muscular vivo, las células progenitoras no forman tumores.
"... nos centramos en la etapa de células progenitoras, en la que las células ya están comprometidas a formar músculo esquelético y pueden dividirse y crecer en cultivo. Las células progenitoras también se diferencian en fibras musculares in vitro e in vivo cuando se inyectan en el músculo lesionado de la pierna", dijo Paliwal.
Para perfeccionar el método, los investigadores tuvieron que superar una serie de problemas, incluido el de la apoptosis celular. Cuando se enfrentan con señales para comenzar a dividirse de nuevo, como los inhibidores utilizados en este estudio, las células pueden confundirse y comenzar a suicidarse, o la apoptosis celular.
Para superar esto, los investigadores también usaron un inhibidor de la apoptosis:
"Básicamente, lavamos el cerebro de las células para entrar en el ciclo celular, para dividir y también para no morir en el proceso", dijo Paliwal.
Los investigadores ahora quieren probar su método en el tejido muscular humano y detectar otras moléculas que podrían ayudar a desdiferenciar el tejido maduro.
Conboy dijo que no creen que este método funcione para todas las enfermedades degenerativas: podría funcionar para algunos, donde se puede comenzar con tejido diferenciado como células cerebrales o células hepáticas:
"Pero los pacientes con diabetes tipo I, por ejemplo, carecen de las células pancreáticas del islote beta para producir insulina, por lo que no hay tejido funcional diferenciado para empezar", dijo Conboy.
"Nuestro enfoque no es un reemplazo de las células pluripotentes, pero es una herramienta adicional en el arsenal de terapias de células madre", agregó.
Los fondos de los Institutos Nacionales de Salud y el Instituto de Medicina Regenerativa de California ayudaron a pagar el estudio.
Nota: este artículo posteriormente enmendado para indicar correctamente el tejido embrionario proviene de embriones, no de fetos. Nuestras disculpas si esto incomodaba a nuestros lectores.
Escrito por Catharine Paddock PhD

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