Resúmenes Papers Muscular (6)

1.- Nuevo Tipo de Célula Madre para Posible Tratamiento de MD

Estudios realizados en animales. investigadores han llamado a las nuevas células “derivadas de pericitos” y están ubicadas

alrededor de los vasos sanguíneos pequeños en el tejido muscular.

Para tratar con éxito la distrofia muscular canina se utilizan los llamados “mesoangioblastos”. Afirman que las células en el estudio de hoy podrían estar relacionadas con los mesoangioblastos pero no están seguros aún.

Cuando las células derivadas de pericitos tomados de tejido muscular humano saludable se suministraron a ratones que no tenían la proteína distrofina (la causa de la distrofia muscular de Duchenne) y que tampoco tenían un sistema inmunológico, mostraron una tasa muy elevada de maduración para volverse fibras musculares.

Las células derivadas de pericitos demostraron que podían cruzar las paredes de los vasos sanguíneos hacia el tejido muscular cuando se inyectaban en una arteria IMPORTANTE si las células se van a suministrar mediante el flujo sanguíneo en las personas.

El uso de las células musculares propias de un paciente, evitaría una reacción inmunológica no deseada.

“En conclusión”, dijeron los autores del estudio, “hemos demostrado que los pericitos representan un segundo precursor miogénico [productor de músculo], residente en los músculos del esqueleto de personas adultas, con potencia miogénica similar, pero distinta, a la de las células satélite. Debido a estas características, las células derivadas de pericitos forman una población celular ideal para la terapia celular futura de la distrofia muscular”.

Distrofia Muscular de Duchenne Distrofia muscular infantil más prevalente 1/3500 niños varones en el mundo. Primeros síntomas entre los 3 y 5 años. No suelen sobrevivir más allá de los 30 años.

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2.- Los Tipos de Distrofia Muscular y Las Enfermedades Neuromusculares

La distrofia muscular es un grupo de enfermedades hereditarias que se caracterizan por debilidad y atrofia del tejido muscular, con o sin degeneración del tejido nervioso.

Existen nueve tipos de distrofia muscular y en todos ellos se producen con el tiempo pérdida de fuerza y discapacidad progresiva y, en ocasiones, deformidades.

Las más conocidas son la de Duchenne (DMD, en inglés) y la de Becker (BMD, en inglés).

(En la tabla a continuación destacado lo mas importante de cada una, en naranjo la de Duchenne y Becker que si o si hay que saber)

Tipo Edad de aparición Síntomas, índice de progresión y promedio de vida

BeckerAdolescencia a la edad adulta temprana

Los síntomas son casi idénticos a los de la de Duchenne, pero menos graves; progresa más lentamente que la de Duchenne; supervivencia hasta la mediana edad.

Congénita Al nacerLos síntomas incluyen debilidad general de los músculos y posibles deformidades de las articulaciones; la enfermedad progresa lentamente; vida corta.

Duchenne Entre los 2 y los 6 años

Los síntomas incluyen debilidad y atrofia generales de los músculos; afecta a la pelvis, la parte superior de los brazos y las piernas y finalmente a todos los músculos voluntarios; la supervivencia más allá de los 20 años es poco frecuente.

Distal Entre los 40 y los 60 añosLos síntomas incluyen debilidad y atrofia de los músculos de las manos, los antebrazos y la parte baja de las piernas; la progresión es lenta; pocas veces conduce a la incapacidad total.

Emery-Dreifuss Entre la niñez y la pubertad

Los síntomas incluyen debilidad y atrofia de los músculos de los hombros, la parte superior del brazo y la espinilla; son frecuentes las deformidades de las articulaciones; la progresión es lenta; puede producirse la muerte súbita por problemas cardiacos.

Facioescapulohumeral Entre la niñez a los adultos tempranos

Los síntomas incluyen debilidad de los músculos faciales y deformidad y cierto grado de atrofia de los hombros y la parte superior del brazo; la progresión es lenta, con periodos de deterioro rápido; el paciente puede vivir varias décadas después

de su aparición.

Cintura escapulohumeral o pélvica

Entre el final de la niñez y la mediana edad

Los síntomas incluyen debilidad y atrofia, que afectan primero a la cintura escapular (los hombros) y pélvica; la progresión es lenta; la muerte suele deberse a complicaciones cardiopulmonares.

Miotónica Entre los 20 y los 40 años

Los síntomas incluyen debilidad de todos los grupos musculares acompañada de retraso en la relajación de los músculos después de la contracción; afecta primero a la cara, los pies, las manos y el cuello; la progresión es lenta; a veces se vive hasta los 50 ó 60 años.

Oculofaríngea Entre los 40 y los 70 años

Los síntomas afectan a los músculos de los párpados y de la garganta causando debilidad de los músculos de la garganta que, con el tiempo, produce incapacidad de tragar y emaciación por falta de alimentos; la progresión es lenta.

¿Qué otras enfermedades neuromusculares existen?- Atrofias musculares espinales- Miopatías Inflamatorias- Enfermedades del nervio periférico- Enfermedades de la unión Neuromuscular Ej.: Miastenia Gravis.- Enfermedades musculares metabólicas deficiencias de….- Otras Miopatías poco comunes.

3. - Finding MyoD with a little help from my friends (Encontrando MyoD con una pequeña ayuda de mis amigos)

- 2 publicaciones anteriores: el breve tratamiento de células 10T1/2 (una línea de fibroblastos, en ratones) con un agente desmetilizante de DNA la 5-azacitidina podía establemente convertirlas en células adipogénicas, condrogénicas o miogénicas.

La desmetilación de diferentes loci reguladores estaba induciendo diferentes tipos celulares.

(El autor pensó) que si la conversión miogénica era causada por la desmetilación de un locus en particular, la transfección de DNA no metilizado en las células 10T1/2 las convertiría en miocitos incluso en ausencia de un tratamiento con 5-azacitidina.

(La transfección consiste en la introducción de material genético externo en células eucariotas mediante plásmidos, vectores víricos (en este caso también se habla de transducción) u otras herramientas para la transferencia.)

Después de 3 años de duro trabajo en el laboratorio, pudo demostrar que la transfección de DNA no metilizado en las células 10T1/2 podía inducir una transformación miogénica en un rango consistente con la noción de que un locus había activado el programa de células musculares.

- Dicho locus seguía sin ser identificado, pero llegó a la hipótesis de que un transcrito de RNA podía ser el factor regulador miogénico.

- La 5-azacitidina podría haber inducido la expresión del factor regulador miogénico en los mioblastos proliferantes permitiéndoles activar el programa de diferenciación muscular.

- HIPOTESIS: Los mioblastos proliferantes expresan un “gen de determinación” que mantiene el fenotipo celular.

- Fue estudiado en células musculares y en células ectópicas. En estas ultimas, un cDNA mostro potencialidad miogénica y se designo con el nombre de “Gen determinante miogénico número 1” también conocido como MyoD.

Trabajos posteriores establecieron que el MyoD activa la expresión de otros reguladores musculares como el MEF2 y la miogenina, los que son necesarios para la inducción del programa de diferenciación celular.

“La posición jerárquica del MyoD como regulador de otros reguladores miogénicos fue clave para su descubrimiento – afortunadamente para nosotros.” (según el autor del paper).

4. - Making Muscles Grow by G Protein–Coupled Receptor Signaling (Haciendo crecer músculos con señalamiento de Receptor ligado a proteína G)

Activación de receptores unidos a proteína G está involucrada en la regulación de muchas respuestas celulares. Nuevos descubrimientos implican a la subunidad inhibidora

como mediador del crecimiento y la maduración de la miofibra. Operando a través de múltiples caminos de señalamiento para selectivamente estimular la síntesis proteica o

inhibir el cambio proteico dependiente de citoquina.

Los receptores unidos a proteína G (GPCRs) constituyen la familia más grande de receptores de membrana y son responsables de transmitir la mayoría de las respuestas celulares de hormonas, neurotransmisores o iones. Más de la mitad de los componentes farmacológicos apuntan a estos receptores, acentuando su importancia en condiciones patofisiológicas.

- La proteína G tiene un extremo extracelular N-terminal y un extremo Intracelular C-terminal.

- La proteína G posee 3 subunidades alfa, beta y gamma. - En estado inactivo, la alfa se una a la guanina difosfato (GDP) y así a las subunidades beta y

gamma.- Este estudio identifica a la subunidad G(alfa)i2 como regulador en el crecimiento

y maduración del músculo esquelético.

Factores Catabólicos, Ej.: Glucocorticoides producen atrofia muscular.Ácidos Lisofosfatídico (LPA) Aumenta tamaño de los miotubos.

La información sostenía que la hipertrofia de los miotubos inducida por la era mediada por la proteína quinasa C (PKC)

NFAT necesario para la diferenciación de mioblastos a miotubos.TNF-alfa factor catabólico Atrofia

Los autores especularon que la función de la podría extenderse a regular el proceso de maduración de los miocitos.La respuesta hipertrófica de las células musculares puede ser mediada reduciendo la expresión de genes que codifiquen factores inductores de atrofia.Antes, se conocía sólo a la Akt con la capacidad de producir hipertrofia en los miotubos por 2 mecanismos: estimulando la síntesis proteica a través de actividad de mTor e inhibiendo la FoxO para reducir la abundancia de la ubiquitina ligasa E3 previniendo el cambio proteico miofibrillar. Nueva información sugiere que la también tendría una acción dual al estimular la síntesis de proteína en un mecanismo independiente de Akt e inhibiendo la atrofia en respuesta al TNF-alfa.

Es tentador proyectar a la como blanco terapéutico capaz de aumentar la masa muscular o incluso estimular el crecimiento bajo numerosas condiciones crónicas de desgaste muscular.

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5. - Pericytes of human skeletal muscle are myogenic precursors distinct from satellite cells (Pericitos del músculo esquelético humano son precursores miogénicos distintos de las células satélite).

A diferencia de los precursores miogénicos canónicos (células satélite), las células derivadas de pericitos expresan marcadores miogénicos sólo en miotubos diferenciados, los que se forman espontáneamente con alta eficiencia. La información recopilada muestra que estos precursores miogénicos, distintos de células satélite, están asociados a las paredes microvasculares en el musculo esquelético humano, y pueden representar una correlación de los “mesoangioblastos” embrionarios presentes luego del nacimiento y pueden ser un prometedor candidato para futuros protocolos de terapias celulares en pacientes.

Desde un punto de vista estrictamente aplicativo, la población celular ideal debe: Estar presente en tejidos postnatales accesibles; ser expansibles in vitro; ser fácilmente transductibles con un factor viral; ser capaz de alcance el musculo esquelético a través de una ruta sistémica y debe ser capaz de diferenciarse in vivo en células musculares esqueléticas con alta eficacia.

En este estudio se aislaron células que pueden proliferar in vitro, desde tejido intersticial de musculo esquelético humano normal y distrófico. Las células pueden ser expandidas in vitro por cerca de 20 poblaciones (hasta números que pueden ser suficientes para el tratamiento de un paciente pediátrico), transducidos con factores virales e inducidos a diferenciarse en músculo esquelético.

- Al ser trasplantadas en ratones distróficos inmunodeficientes, ellos dieron lugar a una gran numero de fibras expresando la distrofina humana, llenando todos los criterios requeridos para una terapia celular exitosa de la distrofia muscular.

o Inesperadamente las células que crecieron fuera del tejido mostraron ALP y un número de marcadores de pericitos, y pudieron ser aisladas de los pericitos (las únicas células ALP+ en el musculo esquelético). A diferencia de los mesoangioblastos que no presentan marcadores. Esto puede deberse al origen angioblástico de los mesoangioblastos.

La diferenciación miogénica de las células derivadas de pericitos es muy alta de un 20-40% en células de diferentes pacientes. Esto es aproximadamente un orden más de magnitud que lo observado en otros tipos de stemcells incluyendo los mesoangioblastos.

Estas células son muy distintas de las células satélite, por que presentan un numero considerable de características inequívocas: 1.- tienen diferente nicho anatómico (pericitos bajo la lamina basal de vaso pequeños y células satélite dentro de la lamina basal de las fibras musculares. 2.- sus requerimientos de crecimiento difieren. 3. Las células satélite expresan MyoD, Pax7, Myf5, MEF 2C, CD56 y M-cadherina, que no se expresan en las células derivadas de pericitos, en cambio estas presentan NG2 y ALP que no se expresan en las células satélites (pueden presentar MyoD y Myf5 en diferenciación terminal). Más allá, las células derivadas de pericitos pueden atravesar las paredes de los vasos – característica presuntamente ausente en las células satélites.

La extensa, pero no indefinida capacidad de proliferación y la mantención de su cariotipo y potencialidad miogénica indica que los pericitos adultos de una biopsia pueden generar

suficientes células para tratar a un paciente pediátrico con el mínimo riesgo de transformación maligna.

EN CONCLUSION!!!! : Los pericitos representan un segundo tipo de precursor miogénico, residente en el musculo esquelético humano, con potencialidad miogénica similar pero distinto fenotipo que las células satélite. Debido a sus características las células derivadas de pericitos son una población ideal para el futuro tratamiento de la distrofia muscular.

6.- BMP signalling permits population expansion by preventing premature myogenic differentiation in muscle satellite cells (El señalamiento de BMP permite la expansión de la población, previniendo la diferenciación miogénica prematura en las células satélite).

Las células satélite son las stem cells residentes del musculo esquelético adulto. Estas células se ubican en la superficie de las miofibras. En respuesta a la homeostasis rutinaria de la miofibra o hipertrofia, o en demandas esporádicas de reparación muscular, la células satélite son activadas para generar mioblastos que proliferan y eventualmente siguen una diferenciación miogénica para proveer nuevos mio núcleos. Las células satélite también se auto renuevan, manteniendo una población inactiva e indiferenciada de precursores disponible para responder a repetidas demandas.

La función es controlada por varios caminos reguladores, entre otros el señalamiento Notch/Delta y Wnt. Otro camino importante involucra a la BMP (proteína morfogénica del hueso). Aunque es crucial para la formación y reparación de hueso y cartílago, la BMP también inhibe la diferenciación miogénica para prevenir la mio génesis ectópica en la placa del mesodermo lateral.

La BMP no solo impide la diferenciación miogénica, sino que también induce la expresión génica osteoblástica y diferenciación en el linaje osteoblástico.

Inyección intramuscular de ciertas BMP (BMP2 y BMP4) pueden llevar al a formación ectópica de hueso in vivo.

*Fibrodisplasia osificante progresiva (FOP) Raro desorden de malformaciones esqueléticas y progresiva osificación extra-esquelética en músculos.

Resultados:

Las proteínas del camino de la BMP están presentes en células satélites activadas y proliferantes. BMP regula el balance entre proliferación y diferenciación en células satélite.

BMP4 inhibe diferenciación y estimula la proliferación de células satélite. Inhibición de BMP Promueve diferenciación miogénica en cél. Satélite.

BMP opera a través de BMPR-1ª para prevenir diferenciación precoz. Bloqueo de señalamiento intracelular de BMP promueve la diferenciación miogénica.

Señalamiento BMP regula la habilidad de MyoD de activar sus blancos de transcripción. Id1 Inhibidor de diferenciación que regula los factores reguladores

miogénicos. Es un blanco de las BMP y un controlador negativo de MyoD y miogenina.

El señalamiento de BMP en células satélite actúa para limitar la activación transcripcional de genes controlados por MyoD y aumentados durante la diferenciación.

Noggin antagoniza las BMP para facilitar la diferenciación miogénica.El señalamiento de BMP está operativo durante la regeneración in vivo.

Discusión:

BMP4 exógeno inhibe diferenciación y estimula proliferación.

Bloqueo interacción BMP con sus receptores. Inducen rápidaDisminución en la regulación de BMPR-1A (receptor de BMP – 1A) diferenciación.Perturbar la mediación de señales intracelulares de BMP.

Inicialmente, el señalamiento de BMP sirve para permitir la expansión del pool de células satélite.

La fuente de BMP que actúa en células satélites in vivo sigue falta de ser se determinada, pero células miogénicas pueden expresar y secretar BMP4, con más altos niveles producidos por mioblastos de musculo distrófico.SNC microglia/macrófagos producen BMP después de daños en SNC.

Aunque exposición de células miogénicas a BMP puede inducir expresión de varios genes osteogénicos; la exposición leve de células satélite a BMP4, como en el caso de regeneración/reparación de musculo in vivo, no compromete su identidad miogénica.

En células satélite, inhibiendo el señalamiento de BMP, niveles reducidos de Id1 promueven la diferenciación y aumentan la actividad promotora de la CKM (musculo creatino quinasa).

Antagonismo de señalamiento por Noggin es empleado durante el desarrollo para proteger células pre-miogénicas, y expansión del dominio de expresión de Noggin promueve miogénesis ectópica. Esta interferencia mediada por Noggin también se ha encontrado en la miogénesis adulta.Como Noggin es una molécula de señalamiento secretada, también puede actuar de forma paracrina para reducir el señalamiento de BMP en células proliferantes para potenciar y aumentar una diferenciación duradera.

Inhibición de señalamiento BMP durante la regeneración muscular resulta en miofibras regeneradas más pequeñas.

EN CONCLUSION:El señalamiento de BMP es parte de un programa que regula la rutinaria función de las células satélite. BMP estimula proliferación y previene diferenciación precoz para permitir la amplificación de mioblastos derivados de células satélite. Noggin es entonces regulado así como la progenie de la célula satélite es diferenciada, para antagonizar el señalamiento BMP y facilitar una diferenciación coordinada.