Uma proteína há muito conhecida por proteger as pontas dos cromossomos foi pega fazendo um segundo trabalho: manter as células-tronco musculares de se transformarem em gordura e tecido cicatricial após lesão. Pesquisadores da Escola de Medicina Perelman, da Universidade da Pensilvânia, descobriram esse 'bico' inesperado, que pode apontar para tratamentos de distrofia muscular e até lançar luz sobre a biologia do câncer.

O estudo, publicado na Science Advances, revela que a TRF2 - tradicionalmente um escudo de telômeros - também preserva a identidade genética das células-tronco musculares, permitindo que elas regenerem músculos danificados. "Por anos, a TRF2 foi vista como uma proteína cujo trabalho principal é proteger as extremidades dos cromossomos de danos ou corrupção", disse a autora sênior Foteini Mourkioti, PhD, professora associada de Cirurgia Ortopédica na Penn Medicine. "Mas, em vez de simplesmente proteger o DNA, a TRF2 parece ser fundamental para regenerar músculos ao longo da vida."

Em experimentos de laboratório, os níveis de TRF2 subiam e desciam em uma dança cuidadosamente cronometrada enquanto as células-tronco musculares ciclavam entre repouso, reparo e renovação. Quando os pesquisadores removeram a TRF2 das células-tronco musculares em camundongos, as células não morreram - uma reviravolta que desafiou as expectativas - mas perderam seu 'mojo' molecular. Em vez de reconstruir músculos saudáveis após lesão, as áreas danificadas se encheram de gordura e tecido cicatricial. "Isso muda completamente como pensamos sobre o papel da TRF2 nessas células", disse Mourkioti. "A perda de identidade tem implicações severas para saber se a recuperação de uma lesão é sequer possível."

A trama engrossou quando a equipe testou a remoção da TRF2 em um modelo de camundongo com distrofia muscular de Duchenne. A doença acelerou, a deterioração muscular piorou e os camundongos morreram mais jovens. O segredo da proteína? Ela não fica apenas nas extremidades dos cromossomos; também se liga a regiões reguladoras em todo o genoma, muitas das quais contêm estruturas secundárias de DNA chamadas G-quadruplexes - as mesmas estruturas que estão sendo alvo de terapias contra o câncer.

"Descobrimos que a TRF2 trabalha através dessas estruturas secundárias de DNA para preservar a identidade das células-tronco musculares e mantê-las capazes de reparar músculos danificados", disse Mourkioti. "Isso foi completamente inesperado."

A descoberta pode ajudar a resolver um enigma biológico: o músculo esquelético se regenera notavelmente bem, mas os cânceres musculares são raros. Entender como as células-tronco musculares usam a TRF2 de maneira diferente de outros tecidos pode um dia permitir que pesquisadores aumentem o reparo tecidual sem convidar o câncer. Mourkioti e colegas estão agora explorando se esse uso incomum da TRF2 pode levar a novos tratamentos para distrofia muscular e insights sobre a biologia do câncer.

A pesquisa foi apoiada por doações dos Institutos Nacionais de Saúde/Instituto Nacional de Artrite e Doenças Musculoesqueléticas e de Pele (R01 DK123356, R01s CA174904, GM101149 e FDN-143330), com materiais fornecidos pela Escola de Medicina da Universidade da Pensilvânia.