O bloqueio de uma proteína chave pode duplicar o rendimento e aumentar a potência das células de regeneração muscular

Se o cancro é uma doença de superabundância, onde as células se dividem sem restrições e os tumores crescem apesar dos melhores interesses do corpo, então as doenças degenerativas são distúrbios de privação. Quando ocorrem disfunções na maquinaria biológica que os nossos músculos ou cérebro utilizam para renovação e reparação, estes tecidos murcham gradualmente. Este tipo de declínio é a marca registrada de doenças como a doença de Alzheimer ou a distrofia muscular de Duchenne.

Os cientistas há muito procuram desenvolver tratamentos que melhorem a capacidade de auto-renovação do músculo para evitar a degeneração. O uso desta abordagem – conhecida como medicina regenerativa – para a degeneração do músculo esquelético apresentou aos cientistas obstáculos consideráveis.

Os pesquisadores descobriram que é um desafio gerar um suprimento adequado de células terapêuticas. Estas células também tendem a ser imaturas, o que limita o seu potencial regenerativo.

Cientistas do Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute publicado descobertas em Relatórios de células-tronco demonstrando um novo método que produz até o dobro de células terapêuticas que os protocolos anteriores, ao mesmo tempo que fornece células mais maduras e eficazes.

Isto marca um passo importante no avanço do tratamento da medicina regenerativa para a distrofia muscular de Duchenne e outras doenças musculares degenerativas.

“No caso da distrofia muscular de Duchenne, você tem um tecido doente porque falta uma proteína fundamental”, disse Alessandra Sacco, Ph.D., reitora da Escola de Pós-Graduação em Ciências Biomédicas do instituto e professora do Centro de Doenças Cardiovasculares e Musculares.

“O objetivo geral é desenvolver um tratamento de medicina regenerativa com células-tronco saudáveis ​​e totalmente funcionais, para que seja possível substituir o tecido doente por tecido saudável, corrigindo completamente a doença”.

As células nas quais Sacco e sua equipe se concentraram neste novo estudo são chamadas de células progenitoras do músculo esquelético. Essas células descendem de células-tronco e são preparadas para se desenvolverem em células musculares mais maduras e especializadas para reparar tecidos danificados pelo uso normal ou lesão.

“Gerar células miogênicas suficientes é um gargalo crítico que afeta uma variedade de aplicações”, disse Luca Caputo, Ph.D., associado de pós-doutorado na Sanford Burnham Prebys e principal e co-autor correspondente do manuscrito.

“Isso inclui a modelagem de doenças musculares em uma placa de Petri, a triagem de novos medicamentos potenciais e terapias regenerativas baseadas em células”.

Para saber como eliminar este gargalo com um maior rendimento de células progenitoras, a equipa de investigação bloqueou a atividade da Janus quinase 2 (JAK2), uma proteína sinalizadora identificada pelos cientistas em estudos anteriores devido aos seus efeitos nas células estaminais musculares.

“Sabemos que o JAK2 faz parte de uma via clássica na qual seus sinais ativam outra proteína chamada transdutor de sinal e ativador da transcrição 3, ou STAT3”, disse Sacco.

“Observámos anteriormente que o bloqueio temporário desta via permite que as células progenitoras musculares se expandam em ratos, por isso queríamos testar isto em células humanas”.

Os cientistas modularam o JAK2 em células-tronco embrionárias e induziram células-tronco pluripotentes produzidas a partir de amostras fornecidas por pacientes com distrofia muscular de Duchenne.

“Observamos um aumento de duas vezes no rendimento de células progenitoras musculares”, disse Sacco. “Nós então transplantamos as células para um camundongo e vimos que elas eram funcionais e contribuíam para o reparo tecidual”.

Posteriormente, a equipe de pesquisa examinou o nível de maturação das células resultantes.

“Normalmente, quando você gera células a partir de células-tronco pluripotentes induzidas ou células-tronco embrionárias humanas, essas células são imaturas ou embrionárias”, disse Caputo. “Elas não são as mesmas células que um ser humano desenvolvido terá em seu corpo e precisam amadurecer para serem mais funcionais para uso na medicina regenerativa”.

Além de gerar cerca de duas vezes mais células progenitoras, os cientistas descobriram que a inibição da JAK2 empurrou essas células de um estágio embrionário para um estágio fetal tardio ou neonatal.

“Mostramos em camundongos que essas células mais maduras são mais potentes para a regeneração muscular”, disse Sacco. “Com maior potência, prevemos que serão necessárias menos células para tratar um único paciente.

“Ao combinar maior rendimento e potência, mais pacientes poderão ser tratados com cada preparação destas células, o que será importante para um dia tornar o tratamento acessível ao maior número possível de pacientes e famílias”.

É necessária mais investigação para tornar a medicina regenerativa uma opção segura e eficaz para pacientes com distrofia muscular de Duchenne ou outras doenças degenerativas. Isso inclui compreender a melhor forma de administrar a terapia celular nos músculos dos pacientes.

Um novo ensaio clínico derivado de estudos do grupo da Dra. Rita Perlingeiro na Universidade de Minnesota foi inaugurado em 2025 para testar a segurança e tolerabilidade de injeções locais.

A equipe de pesquisa da Sanford Burnham Prebys reconhece a necessidade de continuar melhorando o processo de geração de células progenitoras musculares e de compreender o que governa sua maturação.

“Vamos refinar totalmente as moléculas que podemos usar para inibir a sinalização JAK2”, disse Caputo. “Isso deve nos ajudar a gerar mais células e células que estão mais próximas do estágio pós-natal e perinatal”.

“Também vemos oportunidades no lado da pesquisa fundamental para compreender melhor os sinais moleculares que impulsionam a maturação das células progenitoras”, disse Sacco.

“Isto irá melhorar a forma como geramos e testamos estas células terapêuticas, bem como nos permitirá aplicar as nossas descobertas de forma mais ampla a outras doenças degenerativas”.