Novo estudo mostra como aumentar a regeneração muscular e reconstruir o tecido

Novo estudo mostra como aumentar a regeneração muscular e reconstruir o tecido

A pesquisa de Salk revela pistas sobre mudanças moleculares subjacentes à perda muscular ligada ao envelhecimento

LA JOLLA—Um dos muitos efeitos do envelhecimento é a perda de massa muscular, que contribui para a incapacidade em pessoas mais velhas. Para combater essa perda, os cientistas do Salk Institute estão estudando maneiras de acelerar a regeneração do tecido muscular, usando uma combinação de compostos moleculares comumente usados ​​em pesquisas com células-tronco.

Em estudo publicado em 25 de maio de 2021, na Natureza das Comunicações, os pesquisadores mostraram que o uso desses compostos aumentou a regeneração das células musculares em camundongos, ativando os precursores das células musculares, chamados progenitores miogênicos. Embora seja necessário mais trabalho antes que essa abordagem possa ser aplicada em humanos, a pesquisa fornece informações sobre os mecanismos subjacentes relacionados à regeneração e crescimento muscular e pode um dia ajudar atletas e adultos idosos a regenerar tecidos de maneira mais eficaz.

“A perda desses progenitores foi ligada à degeneração muscular relacionada à idade”, diz Salk Professor Juan Carlos Izpisua Belmonte, autor sênior do artigo. “Nosso estudo revela fatores específicos que são capazes de acelerar a regeneração muscular, além de revelar o mecanismo pelo qual isso ocorreu.”

Os compostos usados ​​no estudo costumam ser chamados de fatores Yamanaka, em homenagem ao cientista japonês que os descobriu. Os fatores Yamanaka são uma combinação de proteínas (chamadas fatores de transcrição) que controlam como o DNA é copiado para tradução em outras proteínas. Na pesquisa de laboratório, eles são usados ​​para converter células especializadas, como células da pele, em células semelhantes a células-tronco que são pluripotentes, o que significa que elas têm a capacidade de se transformar em muitos tipos diferentes de células.

“Nosso laboratório mostrou anteriormente que esses fatores podem rejuvenescer células e promover a regeneração de tecidos em animais vivos”, diz o primeiro autor Chao Wang, pós-doutorando no laboratório Izpisua Belmonte. “Mas como isso acontece não era conhecido anteriormente.”

A regeneração muscular é mediada por células-tronco musculares, também chamadas de células satélites. As células satélites estão localizadas em um nicho entre uma camada de tecido conjuntivo (lâmina basal) e fibras musculares (miofibras). Neste estudo, a equipe usou dois modelos de camundongos diferentes para identificar as alterações específicas de células-tronco musculares ou específicas de nicho após a adição de fatores de Yamanaka. Eles se concentraram em camundongos mais jovens para estudar os efeitos dos fatores independentes da idade.

No modelo específico de miofibra, eles descobriram que a adição dos fatores Yamanaka acelerou a regeneração muscular em camundongos, reduzindo os níveis de uma proteína chamada Wnt4 no nicho, que por sua vez ativou as células satélites. Por outro lado, no modelo específico de células satélites, os fatores de Yamanaka não ativaram as células satélites e não melhoraram a regeneração muscular, sugerindo que o Wnt4 desempenha um papel vital na regeneração muscular.

De acordo com Izpisua Belmonte, que ocupa a cadeira Roger Guillemin, as observações deste estudo podem eventualmente levar a novos tratamentos visando o Wnt4.

“Nosso laboratório desenvolveu recentemente novas tecnologias de edição de genes que podem ser usadas para acelerar a recuperação muscular após lesões e melhorar a função muscular”, diz ele. “Poderíamos usar essa tecnologia para reduzir diretamente os níveis de Wnt4 no músculo esquelético ou bloquear a comunicação entre o Wnt4 e as células-tronco musculares”.

Os pesquisadores também estão estudando outras formas de rejuvenescer as células, inclusive usando mRNA e engenharia genética. Essas técnicas podem eventualmente levar a novas abordagens para aumentar a regeneração de tecidos e órgãos.

Outros autores incluem: Ruben Rabadan Ros, Paloma Martinez Redondo, Zaijun Ma, Lei Shi, Yuan Xue, Isabel Guillen-Guillen, Ling Huang, Tomoaki Hishida, Hsin-Kai Liao, Concepcion Rodriguez Esteban e Pradeep Reddy of Salk; Estrella Nuñez Delicado da Universidad Católica San Antonio de Murcia na Espanha; e Pedro Guillen Garcia da Clinica CEMTRO na Espanha.

O trabalho foi financiado pelo NIH-NCI CCSG: P30 014195, Helmsley Trust, Fundacion Ramon Areces, Asociación de Futbolistas Españoles (AFE), Fundacion Pedro Guillen, Universidad Católica San Antonio de Murcia (UCAM), Moxie Foundation e CIRM (GC1R -06673-B).

DOI: 10.1038 / s41467-021-23353-z