El resultado del trabajo realizado por un equipo interdisciplinar de científicos del Centro Eli y Edythe Broad de Medicina Regenerativa e Investigación de Células Madre de la Universidad de California en Los Ángeles ha sido la primera hoja de ruta sobre cómo se desarrolla el músculo esquelético humano, incluida la formación de células madre musculares.
El estudio, publicado en Cell Stem Cell, identificó varios tipos de células presentes en los tejidos del músculo esquelético, desde el desarrollo embrionario temprano hasta la edad adulta.
Centrándose en las células progenitoras musculares, que contribuyen a la formación muscular antes del nacimiento, y en las células madre musculares, que contribuyen a la formación muscular después del nacimiento así como a la regeneración de las lesiones a lo largo de la vida, estos investigadores trazaron un mapa sobre qué genes están activos e inactivos y cómo cambian a medida que las células maduran.
La hoja de ruta es crítica para los investigadores que tienen como objetivo desarrollar células madre musculares en el laboratorio que se puedan usar en terapias celulares regenerativas para enfermedades musculares devastadoras, incluidas distrofias musculares y sarcopenia; esto es, pérdida de masa muscular y fuerza relacionada con la edad.
Para April Pyle, autora principal del estudio, “la pérdida muscular debido al envejecimiento o la enfermedad, con frecuencia, es el resultado de células madre musculares disfuncionales. Este mapa identifica las redes de genes precisas presentes en las células madre y progenitoras musculares durante el desarrollo, que es esencial para desarrollar métodos para generar estas células con el fin de tratar los trastornos musculares”.
Células del músculo esquelético a partir de células madre pluripotentes
Estos y otros investigadores de diversos países ya tienen la posibilidad de generar células del músculo esquelético a partir de células madre pluripotentes humanas. Tienen la capacidad de autorrenovarse y convertirse en cualquier tipo de célula en el cuerpo. Sin embargo, hasta ahora, no tenían forma de determinar dónde pueden situarse estas células en el continuo desarrollo humano.
Haibin Xi, compañero de Pyle en el estudio, reconoce que sabían que “las células musculares que estábamos produciendo en el laboratorio no eran tan funcionales como las células madre musculares, completamente maduras, que se encuentran en las personas”.
Por eso “nos propusimos -dice- generar este mapa como referencia, con el fin de que nuestro laboratorio y otros puedan comparar las firmas genéticas de las células que estamos creando con las del tejido muscular esquelético humano real«.
Para crear este recurso, el grupo reunió datos muy específicos sobre dos grupos diferentes de células del músculo esquelético: las del cuerpo humano, que van desde la quinta semana de desarrollo embrionario hasta la mediana edad, y las derivadas de células madre pluripotentes humanas, que los investigadores generaron en el laboratorio. Luego compararon las firmas genéticas de las células de ambas fuentes.
Futuras terapias regenerativas
El grupo obtuvo 21 muestras de tejido del músculo esquelético humano de sus colaboradores de UCLA y de otros científicos de las universidades del Sur de California y Tübingen (Alemania). Para las células musculares pluripotentes derivadas de células madre, el equipo de April Pyle evaluó las células creadas utilizando su propio método único así como los de otros grupos.
En un futuro que, cada vez, está más próximo, April Pyle pretende desarrollar en laboratorio mejores métodos para generar células madre musculares a partir de células madre pluripotentes humanas.
Al centrarse en las redes de expresión génica asociadas a las células madre y los tipos de células de apoyo que identificaron, tiene el objetivo de producir células madre musculares de alta potencia que pueden ser útiles para futuras terapias regenerativas.
