Células musculares para el estudio de enfermedades

Amparo Tolosa, Genética Médica News

Los investigadores han conseguido generar en ellaboratorio fibras musculares diferenciadas (en verde). Imagen: Olivier Pourquie.

Los investigadores han conseguido generar en ellaboratorio fibras musculares diferenciadas (en verde). Imagen: Olivier Pourquie.

Una nueva técnica permite obtener de forma eficiente células musculares en las que estudiar enfermedades musculares.

En paralelo a la utilización de modelos animales, el cultivo de células en las que modelar in vitro las diferentes enfermedades humanas constituye una de las principales aproximaciones para determinar las causas y mecanismos moleculares que intervienen en las diferentes patologías, así como para desarrollar terapias para las mismas. Pero para ello deben existir métodos que permitan obtener de forma eficaz y precisa el tipo celular correspondiente. Así, se han diseñado e implementado diferentes aproximaciones para generar células cardiacas, nerviosas…No obstante, en el caso de las células musculares, su obtención a partir de células pluripotenciales ha sido muy limitada e insuficiente para poder realizar estudios reproducibles.

Un nuevo método, desarrollado por investigadores del Brigham and Women’s Hospital (BWH) podría haber resuelto esta cuestión al conseguir producir una cantidad considerable de células musculares a partir de células madre embrionarias o pluripotenciales inducidas. El primer paso de los investigadores fue recapitular los primeros pasos que tienen lugar en la diferenciación embrionaria de las células que darán lugar al músculo esquelético, para lo cual analizaron qué genes se expresan a lo largo de este proceso en ese tejido concreto. A continuación, identificaron qué factores secretados por las células resultan clave para la inducción de la expresión génica característica de los diferentes dominios espaciales y temporales que se crean en el embrión. Y por último, utilizaron dicha información para reproducir en un sistema celular in vitro, lo que ocurre en el embrión y, con la aplicación en el momento correcto, de la combinación adecuada de factores, generar fibras musculares a partir de células madre embrionarias. “Analizamos cada estadío del desarrollo temprano y generamos líneas celulares que brillaban en verde cuando alcanzaban cada estadío,” indica Olivier Pourquie, director del trabajo. “Yendo paso a paso, conseguimos mimetizar cada etapa del desarrollo y convencer a las células hacia un destino de célula muscular.”

Fibras musculares en tejido, en las que se observan las estrías transversales. Imagen: modificada de Biophotos (CC BY 2.0 https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/).

Fibras musculares en tejido, en las que se observan las estrías transversales. Imagen: modificada de Biophotos (CC BY 2.0 https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/).

Las primeras fases del estudio fueron realizadas a partir de embriones de ratón y células madre embrionarias de ratón. Finalmente, los investigadores adaptaron el sistema a células madre pluripotenciales inducidas de humanos, obteniendo fibras musculares con su estructura y organización característica capaces de contraerse de forma espontánea.

Como prueba de concepto de su utilidad para el estudio de enfermedades musculares, los investigadores obtuvieron fibras musculares a partir de células madre embrionarias de un modelo de ratón para la distrofia muscular de Duchenne en las que pudieron observar un fenotipo alterado.

Los investigadores confían en que mediante este nuevo método se puedan desarrollar modelos celulares para estudiar diferentes patologías que afectan al tejido muscular como las distrofias musculares, sarcopenias o la caquexia. “Esta ha sido la pieza que faltaba: la capacidad para producir células musculares en el laboratorio podría darnos la habilidad de probar nuevos tratamientos y abordar un amplio rango de enfermedades musculares,” manifiesta Pourquie.

Referencia: Chal J, et al. Differentiation of pluripotent stem cells to muscle fiber to model Duchenne muscular dystrophy. Nat Biotechnol. 2015 Aug 3. doi: 10.1038/nbt.3297.

Fuente: http://www.brighamandwomens.org/about_bwh/publicaffairs/news/PressReleases/PressRelease.aspx?sub=0&PageID=2122

 

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