As células de satélite se auto-renovam e criam células progenitoras, que se fundem e enxertam em tubos de miotubos e fibras musculares para a regeneração do músculo esquelético.
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O músculo esquelético tem uma capacidade regenerativa notável graças a células satélitesum tipo especial de células-tronco que se auto-renova e cria células progenitoras, que se fundem e enxertam em fibras musculares.1 Essas características contribuem para o potencial terapêutico das células satélites em estados degenerativos e de doenças que impedem a regeneração muscular. No entanto, quando os cientistas isolam células satélites do nicho do músculo esquelético para a cultura de células 2D, começam a travar uma batalha perdida contra a diferenciação de células -tronco. “Eles basicamente se diferenciam espontaneamente em mioblastos. Eles não são mais células -tronco musculares, são o que chamamos de progenitores musculares comprometidos”, disse Lee Rubinum neurocientista da Universidade de Harvard que estuda envelhecimento do sistema nervoso central e distúrbios musculares esqueléticos. “Os mioblastos certamente podem fazer músculos, mas o que eles não podem fazer é reocupar seu nicho … esse é um grande problema para o campo muscular”.
Lee Rubin, um neurocientista da Universidade de Harvard, usa organoides para estudar o envelhecimento do sistema nervoso central e os distúrbios musculares esqueléticos.
Kris Snibbe, Universidade de Harvard
No trabalho publicado em Biotecnologia da naturezaRubin e seu grupo de pesquisa se voltaram para a cultura de células 3D para assumir o problema de gerar células satélites suficientes para terapias regenerativas.2 Liderado pelo biólogo celular Preço de FeodorAutor principal do estudo e cientista principal do laboratório de Rubin, os pesquisadores criaram modelos de músculo esquelético derivado de progenitoras (SKMO) para recapitular o nicho de células satélites in vitro. Dentro desse nicho de skmo, eles descobriram, as células isoladas e expandidas do tipo satélite, que eles nomearam células de satélite derivadas in vitro (IDSCs). Essas novas células -tronco eram distintas das células de satélite que ocorrem naturalmente e capazes de reparar o músculo danificado ou doente em modelos de degeneração de camundongos.
Os pesquisadores normalmente criam modelos organoides para outros sistemas biológicos com células -tronco pluripotentes, mas a equipe de Harvard começou com mioblastos prontamente acessíveis, que as células de satélite se diferenciam em cultura in vivo e 2D. Sob condições específicas de cultura 3D, os mioblastos se auto-montaram em Skmo e se diferenciaram ainda mais em outros tipos de células musculares maduras. O preço também identificou células que careciam da proteína de determinação de mioblastos do marcador de mioblastos (MYOD), mas expressou o marcador de células satélites Caixa 7 (PAX7). “O que ele descobriu foi que, no nicho criado nas células orgânicas e satélites que não estavam lá para começar.
O preço do feodor cultivou músculos esqueléticos humanos de mioblastos, que se diferenciavam em células musculares maduras e desviadas em células expansíveis e novas do tipo satélite. Nesta imagem de microscopia de um músculo esquelético de 15 dias, organoide, tomado com um Nikon Eclipse Ti, os núcleos celulares são corados em azul, cadeia pesada de miosina em vermelho e Pax7 em verde (barra de 100 μm de escala).
O laboratório Rubin
Esses IDSCs recém -identificados eram geneticamente e epigeneticamente distintos das células satélites e expansíveis na cultura 3D, o que permitiu aos cientistas gerar milhões de células e superar o obstáculo da produção de células satélites in vitro. “É um artigo emocionante porque a cultura das células -tronco musculares resulta em sua perda de potencial de gravura”, disse Shahragim Tajbakhshum biólogo de células -tronco do Instituto Pasteur que investiga o desenvolvimento e a regeneração dos músculos esqueléticos e que não esteve envolvido no estudo. “A principal saída deste artigo é que eles criaram um protocolo que contorna isso.”
Além de produzir um grande número de células semelhantes a satélite, o preço e o rubin transplantaram as células em modelos de camundongos com músculo danificado e demonstraram que o IDSC é funcionalmente melhor que os mioblastos em repovoar o nicho de células-tronco e comparável a se não melhor que as células satélites recém-isoladas do músculo. “Eles criaram um protocolo que não combina completamente com o estado in vivo, mas tem uma assinatura razoável e muito emocionante que combina com esse estado in vivo”, disse Tajbakhsh. “Quando eles o comparam aos mioblastos e quando o comparam com as células -tronco musculares derivadas de boa -fé, provavelmente atingiram o protocolo mais próximo do estado in vivo que eu já vi até o momento.”