El descubrimiento de células madre esqueléticas ‘adolescentes’ podría algún día ayudar a prevenir la osteoporosis

Crédito: CC0 Public Domain

Un nuevo estudio publicado en STEM CELLS revela una población única de células madre esqueléticas (SSC) que funcionan durante el período de transición entre la rápida crecimiento óseo y mantenimiento óseo. Este descubrimiento brinda la oportunidad de determinar si las alteraciones en el patrón de las SSC podrían afectar la formación ósea, y también nos ayuda a comprender los factores fisiológicos que regulan su sincronización.

«Esto es particularmente importante dado que todo lo que interfiere con el desarrollo adecuado de la masa ósea durante la niñez y la adolescencia tiene efectos duraderos en nuestra salud, incluido el desarrollo de osteoporosis en adultos», dijo la autora correspondiente Diana L. Carlone, Ph.D., del Boston Children’s Hospital y del Harvard Stem Cell Institute.

Los investigadores encontraron esta nueva información mientras investigaban el papel de las células que expresan mTert en los huesos largos de ratones posnatales. La formación de hueso posnatal depende de las células madre/progenitoras esqueléticas. Estas células también juegan un papel clave en la reparación de huesos fracturados o dañados. Tert (telomerasa) es una enzima que se encuentra en las células del cuerpo y ayuda a mantener vivas las células al agregar ADN a los extremos de sus cromosomas (telómeros). Cada vez que una célula se divide, sus telómeros pierden una pequeña cantidad de ADN y se acortan. La actividad de Tert previene este proceso de envejecimiento.

Los datos recientes de rastreo de linaje indican que las poblaciones de SSC están reguladas por el tiempo y el espacio, con distintas poblaciones que funcionan durante el crecimiento y mantenimiento óseo. Además, se ha sugerido que las SSC asociadas con el crecimiento son las predecesoras de las SSC adultas, lo que implica que las poblaciones de SSC son muy complejas y tal vez existan en jerarquías. Existe un gran interés en identificar células madre dentro del esqueleto, y se ha hecho mucho para comprender estas células in vitro (en el tubo de ensayo); sin embargo, estos hallazgos se ven atenuados por el hecho de que el potencial de linaje de las células in vitro puede diferir de su capacidad in vivo (en el cuerpo).

«En el futuro, será imperativo que los marcadores y las poblaciones celulares identifican se validan in vivo antes de ser aceptados como una población SSC», dijo la Dra. Carlone.

Anteriormente, ella y su equipo habían demostrado que la expresión de mTert marca las células madre embrionarias, las células madre pluripotentes inducidas y las células madre tisulares renovadoras. Otros investigadores habían demostrado que la telomerasa es necesaria para la autorrenovación y diferenciación del SSC, y que una disminución de la actividad de la telomerasa en humanos se correlaciona con una disminución de la homeostasis ósea (estabilidad), lo que lleva a la osteoporosis. Si bien todos estos estudios indican que la telomerasa es importante para la función del SSC y la homeostasis ósea, lo que no quedó claro fue si la expresión de la telomerasa marca las células madre esqueléticas.

Eso es lo que el equipo de Carlone se propuso descubrir. Ya sabían que las poblaciones discretas de SSC funcionan durante períodos de tiempo específicos correspondientes al crecimiento óseo rápido y al mantenimiento óseo. Para investigar si mTert se expresa durante estos mismos períodos, el equipo de Carlone examinó los huesos largos de un modelo de ratón mTert que habían desarrollado, que recapitula la actividad de la telomerasa endógena, observando específicamente lo que sucedía a la semana uno, tres y 12 de edad. Para ello, utilizaron análisis cuantitativos (q) RT-PCR (reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa), que es la técnica más sensible para la detección y cuantificación de ARNm disponible actualmente.

Lo que aprendieron es que, aunque mTert se detectó en niveles bajos durante los múltiples puntos de tiempo, se reguló a la edad del destete (tres semanas), lo que sugiere que las células mTert+ están reguladas temporalmente y marcan un período de tiempo discreto interpuesto entre el crecimiento óseo rápido y el mantenimiento óseo. Luego observaron la ubicación de las células que expresan mTert en estos mismos puntos finales y pudieron identificar las células mTert+ en regiones conocidas por albergar SSC, incluido el tejido fibroso en los extremos de los huesos largos (el estroma metafisario), así como en la placa de crecimiento y la médula ósea.

«También mostramos que las células que expresan mTert son una población distinta de SSC con una capacidad de formación de colonias enriquecida y contribuyen a múltiples linajes mesenquimales in vitro. En contraste, in vivo Los estudios de rastreo de linaje identificaron a las células mTert+ como progenitores osteocondrales y contribuyen al grupo de células formadoras de hueso durante el crecimiento del hueso endocondral, con un subconjunto que persiste hasta la edad adulta», señaló el Dr. Carlone.

«Tomados en conjunto, nuestros resultados muestran que la expresión de mTert está regulada temporalmente y marca las SSC durante una fase discreta de crecimiento de transición entre el crecimiento óseo rápido y el mantenimiento que corresponde al crecimiento acelerado de la adolescencia en humanos. para comprender cómo las alteraciones en esta población celular durante este período de crecimiento se traducen en trastornos como la osteoporosis».

«La regulación temporal de la telomerasa en las células progenitoras que forman el hueso durante el crecimiento adolescente es un avance muy importante en la comprensión del desarrollo óseo», dijo el Dr. Jan Nolta, editor en jefe de STEM CELLS. «Este conocimiento también podría ayudar a comprender y mejorar las terapias regenerativas para lesiones y enfermedades óseas».

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Investigadores descubren nuevas células madre que pueden generar hueso nuevo Más información: Diana L. Carlone et al. La expresión de telomerasa marca las células madre/progenitoras esqueléticas asociadas al crecimiento de transición. CÉLULAS MADRE.
Publicado por primera vez: 13 de enero de 2021 doi.org/10.1002/stem.3318 Información de la revista: Stem Cells

Proporcionado por AlphaMed Press Cita: Descubrimiento de Las células madre esqueléticas ‘adolescentes’ podrían algún día ayudar a prevenir la osteoporosis (13 de enero de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-01-discovery-adolescent-skeletal-stem-cells.html Este documento es 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.