Una proteína conocida desde hace tiempo por proteger los extremos de los cromosomas ha sido sorprendida haciendo un segundo trabajo: mantener las células madre musculares para que no se conviertan en grasa y tejido cicatricial después de una lesión. Investigadores de la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania han descubierto este inesperado trabajo secundario, que podría apuntar hacia tratamientos para la distrofia muscular e incluso arrojar luz sobre la biología del cáncer.

El estudio, publicado en Science Advances, revela que TRF2 -tradicionalmente un escudo de telómeros- también preserva la identidad genética de las células madre musculares, permitiéndoles regenerar músculo dañado. "Durante años, TRF2 ha sido vista como una proteína cuyo trabajo principal es proteger los extremos de los cromosomas de daños o corrupción", dijo el autor principal Foteini Mourkioti, PhD, profesor asociado de Cirugía Ortopédica en Penn Medicine. "Pero más que simplemente proteger el ADN, TRF2 parece ser clave para regenerar el músculo a lo largo de la vida".

En experimentos de laboratorio, los niveles de TRF2 subían y bajaban en una danza cuidadosamente sincronizada mientras las células madre musculares ciclaban entre reposo, reparación y renovación. Cuando los investigadores eliminaron TRF2 de las células madre musculares en ratones, las células no murieron -un giro que desafió las expectativas- pero perdieron su encanto molecular. En lugar de reconstruir músculo sano después de una lesión, las áreas dañadas se llenaron de grasa y tejido cicatricial. "Esto cambia completamente nuestra forma de pensar sobre el papel de TRF2 en estas células", dijo Mourkioti. "La pérdida de identidad tiene graves implicaciones para saber si la recuperación de una lesión es siquiera posible".

La trama se complicó cuando el equipo probó la eliminación de TRF2 en un modelo de ratón con distrofia muscular de Duchenne. La enfermedad se aceleró, el deterioro muscular empeoró y los ratones murieron más jóvenes. ¿El secreto de la proteína? No solo se queda en los extremos de los cromosomas; también se une a regiones reguladoras en todo el genoma, muchas de las cuales contienen estructuras secundarias de ADN llamadas G-cuádruples -las mismas estructuras que se están considerando como objetivos para terapias contra el cáncer.

"Descubrimos que TRF2 trabaja a través de estas estructuras secundarias de ADN para preservar la identidad de las células madre musculares y mantenerlas capaces de reparar músculo dañado", dijo Mourkioti. "Eso fue completamente inesperado".

El descubrimiento puede ayudar a resolver un enigma biológico: el músculo esquelético se regenera notablemente bien, sin embargo, los cánceres musculares son raros. Comprender cómo las células madre musculares usan TRF2 de manera diferente a otros tejidos podría algún día permitir a los investigadores aumentar la reparación de tejidos sin invitar al cáncer. Mourkioti y sus colegas ahora están explorando si este uso inusual de TRF2 podría conducir a nuevos tratamientos para la distrofia muscular y conocimientos sobre la biología del cáncer.

La investigación fue apoyada por subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud / Instituto Nacional de Artritis y Enfermedades Musculoesqueléticas y de la Piel (R01 DK123356, R01s CA174904, GM101149 y FDN-143330), con materiales proporcionados por la Facultad de Medicina de la Universidad de Pensilvania.