Odkrywamy tajniki regeneracji mięśni
Endogenne komórki macierzyste mięśni u osobników dorosłych, nazywane satelitarnymi komórkami macierzystymi, aktywują się po urazie mięśnia szkieletowego i różnicują się, by utworzyć nowe miofibryle. W działanie komórek satelitarnych zdają się być zaangażowane czynniki transkrypcyjne Dach1, Meox2 oraz Pitx2/3. Celem finansowanego przez UE projektu "Roles of Pitx, Dach and Meox genes in adult skeletal muscle stem cells" (SATELLITE CELLS) jest poznanie roli tych czynników transkrypcyjnych w odniesieniu do komórek macierzystych mięśni szkieletowych u osobników dorosłych. Ekspresja białek Pitx następuje w trakcie rozwoju i uruchamia mechanizmy miogenezy w embrionie. Analizy ekspresji wykazały wysoki poziom czynnika Pitx2 w bezczynnych komórkach satelitarnych oraz zmniejszanie się tego poziomu w trakcie różnicowania. Z drugiej strony zaobserwowano dalszą ekspresję czynnika Pitx3 w dojrzałych włóknach mięśniowych. Zredukowanie tych genów w komórkach satelitarnych uwidoczniło wyjątkowe i wzajemnie się przenikające funkcje związane z regulacją zachowań komórek. Czynnik Pitx3 był niezbędny do utrzymania puli komórek macierzystych, natomiast czynnik Pitx2 uruchamiał proces różnicowania. Badania in vivo prowadzone na myszach pozbawionych czynnika Pitx2 wykazały opóźnienie regeneracji mięśni po urazie w porównaniu do zwierząt z grupy kontrolnej. U zwierząt z niedoborem czynnika Pitx3 zaobserwowano przedwczesne różnicowanie się komórek macierzystych, natomiast w komórkach satelitarnych z niedoborami obu białek Pitx widać było znaczne braki zarówno w proliferacji, jak i w różnicowaniu. Ten defekt funkcjonalny komórek satelitarnych zahamował regenerację mięśni u myszy z urazami, co sugeruje zaangażowanie tych komórek w homeostazę tkanki mięśniowej. Komórki zmutowane wykazywały silny fenotyp starzeniowy ze względu na zbyt wysokie stężenia reaktywnych form tlenu oraz uszkodzenia DNA. Terapia komórek zmutowanych lub zwierząt przy użyciu związków przeciwutleniających całkowicie odwróciła ten fenotyp i zwiększyła średnią długość życia tych osobników. Ogólnie wyniki badań prowadzonych w ramach projektu SATELLITE CELLS wykazały decydującą rolę białek Pitx w utrzymywaniu i funkcjonowaniu komórek satelitarnych w mięśniach. Uzyskana wiedza może znaleźć zastosowanie w leczeniu lub łagodzeniu objawów dystrofii mięśniowych.
Słowa kluczowe
Medycyna regeneracyjna, mięsień, komórki macierzyste, satelitarne komórki macierzyste, czynniki transkrypcyjne, Pitx, fenotyp, dystrofie mięśniowe
