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Os cientistas descobriram um novo subtipo de células-tronco musculares. Essas células têm a capacidade de construir e regenerar novos músculos, tornando-os alvos interessantes para o desenvolvimento de terapias genéticas.

Quem subir os 285 degraus até a plataforma de observação da Siegessäule, em Berlim, ou coluna da vitória, provavelmente terá alguns músculos doloridos no dia seguinte. Atividades fora do comum, como subir vários degraus ou até exercícios normais, podem exercer uma pressão significativa sobre os músculos. Tais atividades causam pequenas lágrimas nas fibras musculares, que o corpo repara por conta própria.

Mesmo quando ocorrem lesões, os músculos ativam um programa de regeneração endógena: um suprimento reserva de células-tronco musculares, conhecidas como células satélites, residem em torno das fibras musculares e são essenciais para o reparo de células musculares danificadas. Essas células satélites produzem novas fibras musculares em um processo que resulta na regeneração muscular. As pessoas mantêm essa capacidade até a velhice. Os pesquisadores estão particularmente interessados ​​nessas células, pois poderiam fornecer alvos para novas abordagens terapêuticas para pessoas com doenças musculares.

Uma proteína superestimada

Os pesquisadores já haviam assumido que uma certa proteína – o fator de transcrição PAX7 – desempenha um papel fundamental na regeneração muscular. “As células das quais surgem novos músculos têm um enorme potencial para o desenvolvimento de terapias genéticas para tratar a atrofia muscular. E o PAX7 é realmente considerado uma propriedade característica das células satélites de construção muscular”, diz a professora Simone Spuler. O cientista e médico é líder de um grupo de pesquisa no Centro de Pesquisa Experimental e Clínica (ECRC), uma instituição conjunta do Centro Max Delbrück de Medicina Molecular na Associação Helmholtz (MDC) e Charité – Universitätsmedizin Berlin, e chefia o Grupo de Miologia na o MDC. Sua equipe já publicou na revista Nature Communicationsé possível que os músculos cresçam e se regenerem sem PAX7. O estudo caracterizou um subtipo anteriormente desconhecido de células satélites que poderia desempenhar um papel importante no desenvolvimento futuro de terapias genéticas a partir de células-tronco musculares.

“As descobertas certamente surpreenderão muitos pesquisadores no campo”, diz o Dr. Andreas Marg, cientista sênior do laboratório de Spuler e principal autor do estudo. Ele próprio foi inicialmente guiado pelo pressuposto de que o fator de transcrição era crucial para o crescimento muscular. “Eu anteriormente concentrei minha pesquisa em células positivas para PAX7. Nossas descobertas nos levam a um novo caminho”.

Novos músculos, apesar de uma mutação

A equipe de pesquisa deve a descoberta a uma jovem: Lavin sofre de uma forma genética de distrofia muscular desde o nascimento e é a protagonista do estudo. Lavin tem todos os músculos de uma pessoa saudável, mas seus músculos são muito pequenos. A musculatura ao longo da coluna vertebral é particularmente afetada pela doença. Os braços e pernas de Lavin são fortes, mas ela sofre de problemas respiratórios e tem dificuldade em se inclinar para a frente e manter a cabeça erguida.

A análise genética mostra que o gene para PAX7 está danificado em Lavin; suas células não podem produzir essa proteína. O Hospital Universitário de Munique descobriu isso em 2017. Logo depois, Spuler e Marg descobriram essa mutação extremamente rara – uma que não havia sido descrita antes. Lavin viajou com seus pais para o campus de Berlin-Buch, onde os cientistas coletaram uma amostra de seu tecido muscular. Marg usou um novo procedimento para filtrar as células satélites de Lavin e depois as implantou em camundongos. Ele observou que novas fibras musculares cresceram nos ratos das células de Lavin – apesar da ausência de PAX7.

Spuler presume que o PAX7 não é igualmente importante para todas as células. Isso explicaria por que Lavin pode andar e escalar relativamente bem, mas quase não tem força no diafragma, o que causa problemas respiratórios.

Talvez pudéssemos desenvolver uma terapia genética para Lavin usando a ferramenta de edição de genes CRISPR-Cas9. No entanto, para reparar o gene defeituoso, o CRISPR-Cas9 teria que atingir especificamente as células da musculatura axial, e isso ainda não é possível “.

Simone Spuler

Mas o laboratório de Spuler está trabalhando intensamente para descobrir como reparar genes defeituosos nas células musculares. Para Lavin e sua família, esta pesquisa oferece um pequeno vislumbre de esperança de que uma terapia adequada seja encontrada.

Um novo subtipo de células-tronco musculares

Marg e Spuler colaboraram no estudo com muitos colegas do MDC e com cientistas de instituições no exterior. O grupo de pesquisa do Prof. Nikolaus Rajewsky no Instituto de Biologia de Sistemas Médicos de Berlim (BIMSB) comparou as células de Lavin com as doadas por pessoas saudáveis. A análise de célula única, que analisa a atividade de cada célula individualmente, revelou uma população de células desconhecida anteriormente. Em cerca de 20% dos doadores, a maioria das células satélites ativadas também não produz PAX7, embora a informação genética esteja presente nas células. A equipe descobriu algo mais naquelas células em que faltava o fator de transcrição: CLEC14A, uma proteína encontrada em muitas células dos vasos sanguíneos. Essa mesma proteína foi altamente expressa nas células-tronco musculares de Lavin.

O novo estudo descreve um subtipo anteriormente desconhecido de células satélites. Primeiro, os pesquisadores identificaram essas células no nicho de células-tronco, onde as células satélites residem. Segundo, o PAX7 não está presente nessas células. Terceiro, outras proteínas características, como CLEC14A, estão presentes. E quarto, novas fibras musculares podem ser derivadas dessa população celular.

Até o momento, apenas células com PAX7 eram consideradas alvos de pesquisas em terapia genética envolvendo células satélites. O novo estudo mostra que o subtipo descoberto também deve desempenhar um papel no desenvolvimento terapêutico.

Texto retirado de News Medical.

Créditos da imagem: Billion Photos / Shutterstock.com

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