El gen relacionado con la artritis también regenera el cartílago en las articulaciones y las placas de crecimiento
Fig. 1: STAT3 regula genes anabólicos en condrocitos fetales humanos y el tamaño corporal en ratones. una expresión génica alterada en condrocitos fetales humanos después de la eliminación de STAT3 por shRNA in vitro según lo determinado por análisis de GO y RNA-Seq a granel; n=3. La eliminación posnatal de Stat3 en condrocitos a través de Acan-Cre+/ERT2 in vivo reduce el peso corporal y el tamaño de los ratones hembra (b) y macho (c); n7 para cada sexo y genotipo por punto de tiempo. Se muestran imágenes de ratones de 6 meses. d Las reducciones en el peso corporal en los mutantes Stat3 en comparación con los compañeros de camada WT fueron mayores en los ratones hembra que en los machos. e Proteína Stat3 localizada en las zonas de reposo y proliferativas de la placa de crecimiento al mes en ratones WT. f Los niveles de Stat3 y pStat3 fueron más altos en los ratones hembra WT en comparación con los ratones macho WT (n=8). Barras de escala=50m. Crédito: DOI: 10.1038/s42003-021-02944-y
La familia de proteínas IL-6 tiene mala reputación: puede promover inflamación, artritis, enfermedades autoinmunes e incluso cáncer. Sin embargo, un nuevo estudio dirigido por la USC publicado en Communications Biology revela la importancia de la IL-6 y los genes asociados para mantener y regenerar el cartílago tanto en las articulaciones como en las placas de crecimiento que permiten el crecimiento esquelético en los niños.
«Mostramos, por primera vez, que la familia IL-6, anteriormente asociada casi exclusivamente en el campo musculoesquelético con artritis, pérdida ósea y muscular, y otras enfermedades inflamatorias crónicas, es necesaria para el mantenimiento del tallo esquelético y células progenitoras, y para el crecimiento y la función saludable de las articulaciones y la columna vertebral», dijo el autor correspondiente del estudio, Denis Evseenko, quien ocupa la Cátedra J. Harold y Edna LaBriola en Investigación Ortopédica Genética, y profesor asociado de cirugía ortopédica y tallo biología celular y medicina regenerativa en la USC. «Nuestro estudio establece un vínculo entre la inflamación y la regeneración, y puede explicar por qué el tallo y los progenitores se agotan en la inflamación crónica».
En el estudio, la primera autora Nancy Q. Liu de la USC y sus colegas observaron de cerca observe un gen clave activado por IL-6: STAT3. Tanto en células humanas cultivadas en laboratorio como en ratones, los científicos demostraron que STAT3 es fundamental para la proliferación, supervivencia, maduración y regeneración de las células formadoras de cartílago en las articulaciones y las placas de crecimiento. Cuando el gen dejó de funcionar, las células formadoras de cartílago se volvieron cada vez más disfuncionales con el tiempo, lo que resultó en un tamaño corporal más pequeño, placas de crecimiento fusionadas prematuramente, esqueletos subdesarrollados y cartílago articular levemente degenerado.
Los ratones experimentaron los mismos problemas cuando carecía de una proteína llamada glicoproteína 130 (gp130), que todas las proteínas IL-6 utilizan para activar Stat3. La desactivación de otro gen Lifr, que codifica una proteína que funciona con gp130 para reconocer una de las proteínas IL-6 llamada Lif, produjo cambios esqueléticos y cartilaginosos similares pero más leves.
En ratones que carecían de gp130, los científicos pudieron restaurar placas de crecimiento normales al sobreactivar Stat3, aunque esto también causó un crecimiento excesivo de cartílago que condujo a otras anomalías esqueléticas.
Curiosamente, los investigadores notaron diferencias significativas relacionadas con el sexo: cuando Stat3 dejó de funcionar, las mujeres experimentaron cartílago y cambios esqueléticos que los machos. Para entender por qué, los investigadores alteraron los niveles de estrógeno en ratones, así como en células de cartílago de cerdo cultivadas en laboratorio. En ambos casos, el estrógeno aumentó la cantidad y la actividad de Stat3, lo que sugiere que las mujeres podrían depender más de este gen.
El estudio tiene implicaciones clínicas para el uso de medicamentos existentes que inhiben STAT3 para frenar la inflamación en pacientes autoinmunes. enfermedades: estos medicamentos también pueden interferir con el crecimiento y la regeneración.
Por el contrario, Evseenko Lab ha aprovechado su comprensión de los matices de STAT3 y los genes y proteínas asociados para desarrollar un fármaco altamente específico con el potencial de regenerar las articulaciones. cartílago sin desencadenar la inflamación. Este fármaco pronto se probará en ensayos clínicos en humanos.
«Nuestros hallazgos realmente cambian el paradigma y desafían los dogmas existentes en el campo sobre cómo la IL-6, STAT3 y los genes y proteínas asociados influyen no solo en la inflamación , sino también regeneración», dijo Evseenko.
Explore más
Bioimplante basado en células madre para reparar el cartílago y retrasar la degeneración articular Más información: Nancy Q. Liu et al, la señalización gp130/STAT3 es necesaria para la proliferación homeostática y el anabolismo en Placa de crecimiento posnatal y condrocitos articulares, Biología de las comunicaciones (2022). DOI: 10.1038/s42003-021-02944-y Información de la revista: Communications Biology
Proporcionado por la Universidad del Sur de California Cita: El gen relacionado con la artritis también regenera el cartílago en articulaciones y placas de crecimiento (2022, 17 de enero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-01-arthritis-related-gene-regenerates-cartilage-joints.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.