Identificación de oligo-DNA que promueve la diferenciación del músculo esquelético
Estructura 3D del oligo DNA (iSN04)myoDN identificado en este estudio. Esta estructura es fundamental para la función de iSN04 myoDN (unión a la nucleolina, la proteína diana). Crédito: 2021 Shinji, Umezawa, Nihashi, Nakamura, Shimosato y Takaya.
El músculo esquelético es el tejido más grande del cuerpo humano y es responsable no solo de la locomoción, sino también del metabolismo energético y la producción de calor. La atrofia muscular relacionada con la edad reduce la función motora y contribuye a la necesidad de cuidados de enfermería. Además, se sabe que la atrofia muscular asociada a diversas enfermedades crónicas es un factor de riesgo para la esperanza de vida. Los mioblastos, las células progenitoras del músculo, juegan un papel importante en el mantenimiento de la homeostasis muscular. Sin embargo, se ha informado que la capacidad de diferenciación de los mioblastos disminuye con la edad y la enfermedad, y se cree que esta es una de las causas de la atrofia muscular. Para prevenir o tratar la atrofia muscular, un equipo de investigación dirigido por el Profesor Asistente Tomohide Takaya de la Facultad de Agricultura de la Universidad de Shinshu estudió moléculas que promueven la diferenciación de mioblastos.
El grupo de investigación se centró en el oligo-ADN (ADN monocatenario corto), que presenta diversas actividades in vivo. Como resultado de la búsqueda de secuencias que promuevan la diferenciación de mioblastos entre 50 tipos de oligo-ADN derivados de la secuencia del genoma de los lactobacilos, encontraron que un oligo-ADN de 18 bases con secuencia de telómero tiene un efecto inductor extremadamente fuerte en la diferenciación de mioblastos. Este ‘oligo-ADN miogenético’ (myoDN) actúa como un aptámero que se une a la proteína nucleolina en los mioblastos formando una estructura tridimensional característica. Como resultado, se descubrió que myoDN promueve la diferenciación de mioblastos al inhibir la función de la nucleolina y, en última instancia, activar la vía de señalización de p53.
El número de personas con atrofia muscular está aumentando en nuestra sociedad hiperenvejecida. El deterioro de la función motora, la calidad de vida y la esperanza de vida de las personas debido a la atrofia muscular es ahora un problema social importante. Una posible solución a este problema es la activación de las células madre musculares, y el equipo de investigación buscó moléculas que promuevan la diferenciación de las células madre musculares o la formación de músculos.
Por lo general, en tales evaluaciones de investigación, los científicos buscan moléculas que actúan sobre un blanco predeterminado. Sin embargo, el grupo de investigadores quería encontrar una nueva molécula que nunca antes se había encontrado, por lo que no se fijó un objetivo, sino que el grupo buscó una molécula que actuara sobre un objetivo predeterminado. El Prof. Takaya construyó un sistema experimental para determinar de manera confiable solo si se logró o no el indicador final, la formación muscular. Como resultado, el grupo tuvo la suerte de encontrar una molécula única, myoDN. Se identificó oligo-ADN derivado de la secuencia del genoma de bacterias del ácido láctico para diferenciar mioblastos. Se espera que este myoDN se aplique como medicamento de ácido nucleico como una molécula útil para la prevención y el tratamiento de enfermedades musculares, incluida la atrofia muscular.
myoDN fue diseñado por el coautor del estudio, el Dr. Takeshi Shimosato, también de la Facultad de Agricultura de la Universidad de Shinshu. myoDN se diseñó originalmente como una molécula inmunomoduladora, pero desafortunadamente no tenía esa función y se almacenó como una molécula rechazada en el laboratorio de Shimosato. Nadie entendió cómo funcionaba myoDN cuando se encontró por primera vez. Sin embargo, la relación entre la estructura tridimensional y la función molecular de myoDN fue completamente consistente con las predicciones de las simulaciones por computadora realizadas por el Dr. Koji Umezawa de la Facultad de Agricultura de la Universidad de Shinshu y los resultados experimentales reales.
El destino de las células madre puede controlarse mediante oligo-ADN derivado de genomas microbianos pero que no contienen información genética. El objetivo final es desarrollar medicamentos basados en myoDN para el tratamiento de la atrofia muscular y las enfermedades musculares en humanos, de modo que las personas puedan continuar viviendo una vida vigorosa incluso a medida que envejecen. Como el primer oligo-ADN del mundo que promueve la diferenciación muscular, se espera que myoDN se desarrolle para su aplicación como agente preventivo y terapéutico para la atrofia muscular.
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La dosificación de esteroides una vez a la semana puede promover la reparación muscular sin atrofia Más información: Sayaka Shinji et al, Identificación de los oligodesoxinucleótidos miogenéticos (mioDN) que promueven la diferenciación de los mioblastos del músculo esquelético por Targeting Nucleolin, Frontiers in Cell and Developmental Biology (2021). DOI: 10.3389/fcell.2020.616706 Proporcionado por la Universidad de Shinshu Cita: Identificación de oligo-DNA que promueve la diferenciación del músculo esquelético (25 de enero de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news /2021-01-identification-oligo-dna-skeletal-muscle- differentiation.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.