Traducción
y adaptación por: Ricardo Rojas C.
Del
original en idioma Ingles de: Stanford University News
Fuente
de la información en la Web:
http://med.stanford.edu/news_releases/2008/september/blau.html
STANFORD, California. Septiembre 17, 2008 - Una sola célula puede repoblar
músculo esquelético dañado en ratones, dicen científicos de la Escuela de
Medicina de la Universidad de Stanford, que idearon una forma de rastrear el
destino de una célula en animales vivos. La investigación es la primera en
confirmar que las llamadas células satélites que rodean las fibras musculares
son una célula madre de músculo elusiva.
Identificar y aislar tal célula en humanos podría tener profundas implicaciones
terapéuticas para trastornos como la distrofia muscular, lesiones y deterioro
muscular debido al envejecimiento, enfermedad o desuso.
"Hemos sido capaces de mostrar en el nivel de una sola célula que estas células
son verdaderas, células madre pluripotentes", dijo Helen Blau, PhD, Profesora
Donald E. y Delia B. Baxter de Farmacología. "Ellas encajan en la clásica
definición: ambas pueden auto-renovarse y dar lugar a progenie especializada".
Blau es la autora principal de la investigación, que se publicó el 17 de
septiembre en la edición en-línea de la revista Nature.
"Estamos muy entusiasmados con los resultados", dijo Alessandra Sacco, PhD,
científico de investigación senior en el laboratorio de Blau y primera autora de
la investigación. "Ha sido sabido que estas células satélite son cruciales para
la regeneración del tejido muscular, pero esta es la primera demostración de
auto-renovación de una sola célula".
Una décima parte de la masa del cuerpo es músculo esquelético. Las células
satélite se enganchan entre una fibra muscular y su delgada, membrana-como
vaina, esperando ponerse en acción cuando la fibra es dañada por ejercicio o
trauma. Cuando es necesario, comienzan a dividirse para hacer células musculares
más especializadas. Esta propiedad por sí sola, sin embargo, no las calificaba
como células madre. La designación requiere sean también capaces de hacer copias
de sí mismas para su uso futuro.
Aunque muchos investigadores sospechaban que la población de células satélite
incluía células madre de músculo, era difícil demostrarlo porque no todas las
células satélite son idénticas. Era posible que una subpoblación se encargara de
hacer muchas células musculares especializadas, mientras que otra reponía el
suministro de células satélite.
Este enfoque de divide y vencerás podría ser eficaz, pero no tiene las mismas
emocionantes aplicaciones clínicas como la identificación de una verdadera
célula madre. Sin embargo, analizar las propiedades específicas de una sola
célula es técnicamente difícil, y por lo general requiere cientos de horas de
minucioso análisis microscópico de rebanadas de tejidos de muchos animales de
laboratorio.
Sacco utilizo un truco para superar estos obstáculos. Ella aisló células
satélite de un ratón genéticamente manipulado para expresar una proteína
brillante, la luciferasa, identificada primero en luciérnagas. A continuación,
utilizo una novedosa técnica de imagen desarrollada en Stanford para seguir su
destino después del trasplante en animales vivos que no expresan la proteína.
Debido a que este método no invasivo permite imágenes repetidas de un mismo
animal, menos ratones son necesarios para la investigación.
"Ser capaz de detectar la presencia de las células por bioluminiscencia fue
realmente un avance", dijo Blau, directora del Laboratorio Baxter de
Farmacología Genética. "Nos ha enseñado mucho más. Pudimos ver cómo las células
respondían, y realmente vigilar su dinámica".
Sacco transplanto una sola células satélite que expresa la proteína brillante en
cada uno de los músculos de pata trasera de 144 ratones, en seis de los ratones,
estas células pasaron a proliferar y auto-renovarse en el músculo existente del
receptor. La relativamente baja tasa de éxito es más probable debido en parte al
hecho de que no todas las células satélite son células madre, y también a la
dificultad de mantener una célula viva sola y feliz durante el aislamiento y el
transplante.
Los músculos de la pata de estos seis ratones fueron repoblados con entre 20,000
a 80,000 progenies brillantes de la célula satélite original. Muchas células
hicieron nuevas fibras musculares o contribuyeron con las fibras musculares del
receptor. Más emocionante, varias de los células brillantes expresaron
marcadores celulares específicos sólo a las células satélite, indicando que la
célula original también hacia más copias de sí misma, confirmando que se trataba
de una célula madre.
En otra serie de experimentos, Sacco y sus colegas trasplantaron entre 10 y 500
células satélite que expresan la proteína brillante en cada músculo de la pata
del ratón. Estas células también arraigaron y proliferaron en gran medida,
aumentando aproximadamente cien veces en número después de un trasplante, y cien
veces más en respuesta a daño muscular. Han contribuido ampliamente en el
músculo del receptor, tanto por la formación de nuevas fibras como por la fusión
con fibras lesionadas. Además, una vez que la necesidad de refuerzos se había
cumplido, las células madre satélite dejaron de proliferar, es decir, a
diferencia de las células tumorales, las células trasplantadas respondían a
señales locales.
Por último, los investigadores fueron capaces de inducir una segunda y tercera
ola de proliferación de las células satélite brillantes con incidencias
repetidas de daño, lo que demuestra que la función de células madre persisten
con el tiempo.
"Ahora podemos monitorear el mismo ratón a través del tiempo, y ver cómo varios
tratamientos afectan la regeneración muscular", dijo Sacco. Ella y sus
colaboradores están ahora poniendo su atención en aislar células madre de
músculo similares de humanos.
Además de visualmente seguido el destino de las brillantes células, los
investigadores pueden utilizar también la intensidad de la señal para evaluar la
velocidad y fuerza de la respuesta de rescate de las células madre bajo una
serie de condiciones - una característica importante que permitirá a los
investigadores a comparar directamente la función de las células madre putativas
en una variedad de lesiones y modelos de enfermedades.
"Esta técnica proporciona la primera manera cuantitativa de comparar las células
madre en tejidos sólidos", dijo Blau. "Al proporcionar un medio de evaluar la
eficacia de una amplia gama de terapias con células madre en una gran variedad
de tejidos, creo que será de gran impacto no sólo en el estudio de células madre
de músculo en medicina regenerativa, si no también en el campo de células madre
en general."
Colaboradores de Stanford de Sacco y Blau incluyen a Regis Doyonnas, PhD,
científico senior; Peggy Kraft, asistente de investigación, y Stefan Vitorovic,
un asistente de investigación y estudiante de Stanford. La investigación fue
financiada por los Institutos Nacionales de Salud de EUA y por la Fundación
Baxter.
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Identidad de células madre de músculo confirmada por investigadores de
Stanford