Un estudio liderado por científicos de la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania (Estados Unidos) concluyó que una proteína, conocida principalmente por proteger los extremos de los cromosomas (los telómeros), también ayuda a las células madre musculares a preservar su identidad y reparar el tejido dañado.

De acuerdo a los autores, sus hallazgos ofrecen nuevas pistas para el tratamiento de la distrofia muscular y proporcionan información relevante para comprender mejor los mecanismos del cáncer.

La investigación fue publicada en la revista Science Advances a finales de julio y se centró en la proteína TRF2, que cumple una función protectora de los cromosomas.

Sin embargo, según el trabajo, también ayuda a mantener el programa genético que permite a las células preservar su identidad, lo que posibilita la regeneración muscular tras una lesión.

La profesora asociada de Cirugía Ortopédica en la Facultad de Medicina Perelman, la Dra., Foteini Mourkioti, declaró: “Durante años, se ha considerado que la TRF2 es una proteína cuya función principal es proteger los extremos de los cromosomas de daños o alteraciones. Pero más allá de simplemente proteger el ADN, parece ser clave para la regeneración muscular a lo largo de la vida”.

Cómo los músculos preservan sus células reparadoras, según el estudio

La investigadora explicó que la TRF2 es una proteína conocida por su función principal en los extremos de los cromosomas, los telómeros. Estos últimos son estructuras protectoras del ADN que ayudan a prevenir que los cromosomas se dañen o se confundan con ADN roto.

Cuando los músculos se lesionan, las células madre musculares se activan desde un estado de reposo, se multiplican, reparan el tejido dañado y luego se regeneran volviendo a un estado latente.

A partir de pruebas de laboratorio con ratones modelo, el equipo de la Universidad de Pensilvania descubrió que los niveles de TRF2 aumentan y disminuyen de manera precisa durante estas transiciones.

Según los autores, aquello demuestra que la proteína se regula dinámicamente a medida que las células madre musculares alternan entre los estados de reposo, reparación y autorrenovación.

Lo anterior sugiere que la TRF2 ayuda a coordinar el proceso regenerativo, sostienen los investigadores.

Cuando el equipo eliminó la TRF2 de las células madre musculares de los ratones de laboratorio, los músculos inicialmente parecían normales, pero la población de células madre musculares disminuyó gradualmente.

Las células no murieron, como los investigadores esperaban basándose en la función de TRF2 en otros tejidos. Más bien, perdieron la identidad molecular necesaria para funcionar como células madre musculares.

Como resultado, los músculos lesionados no se regeneraron correctamente, y acumularon tejido cicatricial y grasa en lugar de tejido muscular sano.

En palabras de la Dra. Mourkioti, “esto cambia por completo nuestra comprensión del papel de TRF2 en estas células”.

“La pérdida de identidad tiene graves implicaciones para la posibilidad de recuperación tras una lesión”.

Cuando los investigadores estudiaron un modelo de ratón con distrofia muscular de Duchenne —un trastorno genético progresivo ligado al cromosoma X y que genera debilidad muscular— , la eliminación de TRF2 de las células madre musculares aceleró significativamente la progresión de la enfermedad, lo que empeoró la degeneración muscular y redujo su supervivencia.

El motivo, según los científicos, es que en lugar de actuar solo en los extremos de los cromosomas, TRF2 también se une a regiones reguladoras del genoma que controlan genes esenciales para la identidad de las células madre musculares.

Muchas de estas regiones contienen estructuras secundarias de ADN llamadas G-cuadruplexos, que se han revelado como objetivos prometedores en la investigación del cáncer.

“Descubrimos que TRF2 actúa a través de estas estructuras secundarias de ADN para preservar la identidad de las células madre musculares y mantener su capacidad de reparar el músculo dañado. Fue algo totalmente inesperado”, aseguró la Dra. Mourkioti.

Agregó que, actualmente, ella y su equipo están investigando si la forma en que las células madre musculares utilizan TRF2 podría revelar nuevas estrategias terapéuticas para la distrofia muscular y proporcionar información sobre la biología del cáncer en tejidos más susceptibles a la enfermedad.

Comprender mejor cómo el músculo esquelético utiliza TRF2 de manera diferente a otros tejidos podría revelar formas de promover la regeneración sin aumentar el riesgo de cáncer, afirman los autores de la investigación.