Notícia

Pesquisa com células-tronco abre caminho para a regeneração do músculo esquelético

Fonte

UCLA | Universidade da Califórnia em Los Angeles

Data

quarta-feira, 8 novembro 2023 12:10

Áreas

Biologia. Biotecnologia. Células-tronco. Engenharia Biológica. Fisiologia. Genética. Medicina Regenerativa. Microbiologia.

Pesquisadores do Centro de Medicina Regenerativa e Pesquisa com Células-Tronco da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA), nos Estados Unidos, estão um passo mais perto de desenvolver terapias com células-tronco para regenerar o músculo esquelético em humanos. Trabalhando em camundongos, a equipe da UCLA descobriu como fazer com que células-tronco musculares cultivadas em laboratório persistissem no tecido muscular e formassem novos músculos.

O tecido muscular adulto saudável tem uma poderosa capacidade de autorreparação, o que explica por que a dor muscular após um treino intenso geralmente não dura mais do que alguns dias, e por que os músculos distendidos ou tensos requerem pouca intervenção médica para cicatrizar. Mas os pesquisadores têm lutado durante muito tempo para dar esta mesma capacidade regenerativa às células estaminais cultivadas em laboratório, a fim de desenvolver tratamentos para pessoas cujos músculos não conseguem curar-se por si próprios – por exemplo, no caso de doenças como a distrofia muscular de Duchenne, bem como em lesões musculares graves e perda muscular relacionada à idade.

Durante anos, os pesquisadores têm tentado direcionar células estaminais pluripotentes humanas – que podem tornar-se qualquer tipo de célula no corpo – para gerar células estaminais do músculo esquelético que possam funcionar adequadamente nos músculos vivos e regenerar as fibras musculares. No entanto, a maioria destes estudos limitou-se a condições in vitro. Para compreender melhor a função e o potencial destas células, pesquisadores da UCLA transplantaram-nas para músculos de camundongos.

“Este foi um esforço enorme que envolveu testes funcionais de células humanas que há muito são estudadas em laboratório”, disse a Dra. April Pyle, professora de Microbiologia, Imunologia e Genética Molecular da UCLA e detentora da Cátedra em Inovação em Ciências da Vida.

A sobrevivência das células, descobriram os cientistas, depende de sinais moleculares complexos do ambiente ao seu redor – chamados de ‘nicho’ de células-tronco. Quando os pesquisadores criaram o nicho ideal para células estaminais musculares cultivadas em laboratório, tomando medidas que incluíam a remoção de células estaminais existentes, as células transplantadas sobreviveram durante mais de quatro meses e foram capazes de reparar o músculo em lesões sucessivas.

“Agora sabemos muito mais sobre como podemos apoiar as células-tronco musculares em seu nicho para que possam direcionar a regeneração muscular”, disse a professora April Pyle.

Em 2017, pesquisadores do laboratório da Dra. April Pyle demonstraram como gerar células progenitoras musculares, as precursoras das células estaminais musculares, em laboratório. Mais recentemente, ela e seus colegas estudaram quais  genes que foram ativados em diferentes formas de células estaminais musculares e células progenitoras musculares ao longo do desenvolvimento humano e compararam-nos com células geradas no laboratório, esclarecendo como as células cultivadas em laboratório podem diferir.

No novo trabalho, os pesquisadores da UCLA passaram para modelos animais, comparando como funcionam diferentes células estaminais musculares quando transplantadas para os músculos de animais vivos. Os pesquisadores ficaram surpresos ao encontrar grandes diferenças entre as células-tronco cultivadas em laboratório e aquelas isoladas de humanos adultos saudáveis. As células progenitoras musculares que foram desenvolvidas em laboratório formaram células musculares imaturas que não se integraram de forma eficiente, enquanto as células estaminais musculares adultas foram mais capazes de se integrar no nicho do músculo esquelético dos camundongos.

“Este é mais um exemplo de como é importante testar com rigor as funções das células-tronco em animais vivos”, disse a pesquisadora.

Para melhorar a capacidade das células estaminais sobreviverem no tecido muscular adulto, os cientistas primeiro removeram as células estaminais musculares existentes dos ratos – imitando a forma como os pacientes que recebem um transplante de medula óssea primeiro têm a sua própria medula óssea erradicada.

“Há muito tempo que existe um pensamento no mundo das células estaminais de que as novas células estaminais terão um desempenho melhor quando não existirem outras células estaminais com as quais competir. Queríamos testar isso no sistema muscular pela primeira vez”, disse a professora.

Não só as células progenitoras musculares transplantadas sobreviveram mais tempo, como também, quando o músculo ficou lesionado depois de os animais terem recebido as novas células estaminais, foi capaz de reparar-se utilizando apenas as novas células estaminais.

“Nunca vimos isso em nenhum outro contexto com células progenitoras musculares”, disse a Dra. Pyle.

Quando a equipe analisou mais de perto a forma como as células estaminais estavam criando raízes nos músculos dos camundongos, eles descobriram que o crescimento das fibras musculares – as que tinham se regenerado mais recentemente – era fundamental na formação do nicho ideal para a sobrevivência das células estaminais. Outras experiências também revelaram quais genes, quando ativados nas células-tronco, eram críticos para a persistência das células-tronco no músculo.

Estas descobertas, publicadas na revista científica Nature Cell Biology, sugerem que em eventuais terapias com células estaminais, os pesquisadores precisam otimizar tanto o nicho muscular como as próprias células progenitoras musculares, a fim de garantir que as células estaminais transplantadas sobrevivam.

“Todas essas incursões na compreensão de como apoiar novas células-tronco no tecido muscular serão realmente importantes para o desenvolvimento dessas células para futuras terapias em humanos”, concluiu a Dra. April Pyle.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade da Califórnia em Los Angeles (em inglês).

Fonte: Sarah C.P. Williams, UCLA. Imagem: pesquisadores descobriram as condições certas para transformar células-tronco cultivadas em laboratório em células progenitoras musculares (em verde) que se associam ao crescimento das fibras musculares (em vermelho), apontando para novos caminhos para a regeneração muscular terapêutica.  Fonte: Dr. Michael Hicks, Universidade da Califórnia em Irvine.

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