O proteină cunoscută de mult timp pentru protejarea vârfurilor cromozomilor a fost prinsă făcând o a doua muncă: să împiedice celulele stem musculare să se transforme în grăsime și țesut cicatricial după o leziune. Cercetătorii de la Școala de Medicină Perelman a Universității din Pennsylvania au descoperit această activitate secundară neașteptată, care ar putea indica tratamente pentru distrofia musculară și chiar să facă lumină în biologia cancerului.

Studiul, publicat în Science Advances, dezvăluie că TRF2 - în mod tradițional un scut al telomerilor - păstrează, de asemenea, identitatea genetică a celulelor stem musculare, permițându-le să regenereze mușchiul deteriorat. "Timp de ani, TRF2 a fost privit ca o proteină a cărei sarcină principală este protejarea capetelor cromozomilor de deteriorare sau corupere", a declarat autorul principal Foteini Mourkioti, PhD, profesor asociat de Chirurgie Ortopedică la Penn Medicine. "Dar, mai degrabă decât să protejeze pur și simplu ADN-ul, TRF2 pare să fie cheia regenerării mușchilor de-a lungul vieții."

În experimentele de laborator, nivelurile TRF2 au crescut și au scăzut într-un dans atent cronometrat, pe măsură ce celulele stem musculare alternau între odihnă, reparare și reînnoire. Când cercetătorii au eliminat TRF2 din celulele stem musculare la șoareci, celulele nu au murit - o întorsătură care a contrazis așteptările - dar și-au pierdut mojo-ul molecular. În loc să reconstruiască mușchiul sănătos după o leziune, zonele deteriorate s-au umplut cu grăsime și țesut cicatricial. "Aceasta schimbă complet modul în care ne gândim la rolul TRF2 în aceste celule", a spus Mourkioti. "Pierderea identității are implicații severe pentru dacă recuperarea după o leziune este chiar posibilă."

Intriga s-a îngroșat când echipa a testat eliminarea TRF2 într-un model de șoarece cu distrofie musculară Duchenne. Boala s-a accelerat, deteriorarea musculară s-a agravat, iar șoarecii au murit mai tineri. Secretul proteinei? Nu doar că stă la capetele cromozomilor; se leagă și de regiuni de reglementare din întregul genom, multe dintre ele conținând structuri secundare de ADN numite G-quadruplexe - aceleași structuri care sunt vizate ca ținte pentru terapia cancerului.

"Am descoperit că TRF2 lucrează prin aceste structuri secundare de ADN pentru a păstra identitatea celulelor stem musculare și a le menține capabile să repare mușchiul deteriorat", a spus Mourkioti. "A fost complet neașteptat."

Descoperirea ar putea ajuta la rezolvarea unui mister biologic: mușchiul scheletic se regenerează remarcabil de bine, totuși cancerele musculare sunt rare. Înțelegerea modului în care celulele stem musculare folosesc TRF2 diferit de alte țesuturi ar putea permite într-o zi cercetătorilor să stimuleze repararea țesuturilor fără a invita cancerul. Mourkioti și colegii săi explorează acum dacă această utilizare neobișnuită a TRF2 ar putea duce la noi tratamente pentru distrofia musculară și la perspective în biologia cancerului.

Cercetarea a fost susținută de granturi de la Institutele Naționale de Sănătate/Institutul Național de Artrită și Boli Musculo-scheletice și de Piele (R01 DK123356, R01s CA174904, GM101149 și FDN-143330), cu materiale furnizate de Școala de Medicină a Universității din Pennsylvania.