Cóctel químico crea nuevas vías para generar células madre musculares
Imagen de microscopio que muestra células madre musculares producidas usando el cóctel químico recién descubierto. Las células musculares, en rojo, se están integrando en el músculo lesionado, en verde, de un ratón adulto. Crédito: UCLA Broad Stem Cell Research Center
Un equipo de investigación dirigido por UCLA ha identificado un cóctel químico que permite la producción de grandes cantidades de células madre musculares, que pueden autorrenovarse y dar lugar a todo tipo de células del músculo esquelético.
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 se publicó en Nature Biomedical Engineering.
Las células madre musculares son responsables del crecimiento, la reparación y la regeneración muscular después de una lesión a lo largo de la vida de una persona. En adultos completamente desarrollados, las células madre musculares están inactivas, permanecen inactivas hasta que se las llama para responder a la lesión mediante la autorreplicación y la creación de todos los tipos de células necesarios para reparar el tejido dañado.
Pero esa capacidad regenerativa disminuye a medida que edad de las personas; 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 las células madre musculares pueden tardar meses», dijo Song Li, autor principal del estudio y miembro del Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research de la UCLA.
Li y sus colegas identificaron una sustancia química cócteluna combinación del extracto de raíz de forskolina y la molécula pequeña RepSox que puede crear eficientemente grandes cantidades de células madre musculares en 10 días. En estudios con ratones, los investigadores demostraron dos vías potenciales mediante las cuales 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 los llevó a producir una gran cantidad de células madre musculares, que luego podrían trasplantarse al 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 en humanos.
Cuatro semanas después de la Cuando se trasplantaron las células madre musculares, 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 usó nanopartículas para administrar el cóctel químico en el músculo dañado. tejido. Las nanopartículas, que tienen aproximadamente una centésima parte del tamaño de un grano de arena, están hechas del mismo material que los puntos quirúrgicos solubles y están diseñadas 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 por toda el área lesionada y liberaron los químicos, lo que activó las células madre musculares inactivas para que comenzaran a dividirse.
Si bien ambas técnicas fueron exitosas, el beneficio clave de la segunda es que eliminó la necesidad de células en crecimiento en la bola del músculo. La activación de las células madre y la regeneración se lleva a cabo dentro del cuerpo.
El equipo se sorprendió especialmente al descubrir que el segundo método era efectivo incluso en ratones de edad avanzada. a pesar del hecho de que a medida que los animales envejecen, el entorno que rodea y sostiene a las células madre musculares se vuelve menos eficaz.
«Nuestro cóctel químico permitió que las células madre musculares de ratones ancianos superaran su entorno adverso y lanzaran un sólido respuesta de reparación», dijo Li, quien también es presidente de bioingeniería en la Escuela de Ingeniería Samueli de la UCLA y profesor de medicina en la Escuela de Medicina David Geffen de la UCLA.
En estudios futuros, el equipo de investigación intentará replicar los resultados en células humanas y controlar 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 para pacientes con lesiones graves.
Li señaló que ninguno de los enfoques corregiría 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 en los músculos de un paciente con distrofia muscular, como en los pulmones, lo que podría extender su vida útil y mejorar su calidad de vida.
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Cómo acelerar la reparación muscular Más información: Jun Fang et al. Regeneración del músculo esquelético mediante la inducción química y la expansión de células madre miogénicas in situ o in vitro, Nature Biomedical Engineering (2021). DOI: 10.1038/s41551-021-00696-y Información de la revista: Nature Biomedical Engineering
Proporcionado por la Universidad de California, Los Ángeles Cita: El cóctel químico crea nuevas vías para generar células madre musculares (2021, 18 de marzo) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-chemical-cocktail-avenues-muscle-stem.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.