Mapeo de linaje miogénico de alta resolución mediante citometría de masa unicelular.
Año de publicación:
2017
Identificación de PubMed:
28414312
Subvenciones de financiación:
Resumen público:
Las células madre musculares adultas son la fuerza impulsora de la regeneración del músculo esquelético, un proceso dinámico durante el cual el estado y la identidad de las células involucradas cambian con el tiempo. Principalmente latentes en individuos sanos, las células madre musculares se despiertan en respuesta al daño muscular para producir una progenie especializada, células progenitoras musculares, que repararán el músculo dañado. Si bien la identidad de las células madre musculares se ha establecido previamente, aún no se han identificado las células progenitoras musculares, que representan una etapa intermedia entre la célula madre y la célula muscular madura. Un desafío importante en su identificación ha sido la falta de herramientas para diseccionar la complejidad celular del músculo esquelético, lo que enfatiza la importancia de los estudios unicelulares. Aquí, aprovechamos la citometría de masas unicelulares, una nueva tecnología que permite la identificación de nuevas poblaciones de células dentro de tejidos complejos, para capturar decisiones de células madre en el músculo esquelético. Descubrimos dos marcadores de superficie cuya expresión combinada permite la identificación y aislamiento de células progenitoras musculares y resolvimos las etapas intermedias de la miogénesis durante la regeneración muscular con un nivel de detalle sin precedentes. En la sangre, el descubrimiento y aislamiento de células madre y progenitoras hace muchas décadas fue fundamental para comprender su papel en la regeneración y dilucidar los mecanismos de los cánceres de la sangre, lo que condujo al desarrollo de terapias para varias enfermedades de la sangre. De manera similar, el esclarecimiento de las células progenitoras musculares tiene el potencial de revelar los eventos clave que regulan la regeneración muscular y desentrañar los mecanismos del cáncer, promoviendo el desarrollo de nuevas terapias para las enfermedades musculares y el envejecimiento.
Resumen científico:
La regeneración muscular es un proceso dinámico durante el cual el estado y la identidad de las células cambian con el tiempo. Un obstáculo importante ha sido la falta de herramientas para resolver una progresión miogénica in vivo. Aquí aprovechamos una tecnología transformadora, la citometría de masa unicelular (CyTOF), para identificar células madre del músculo esquelético in vivo y poblaciones progenitoras no reconocidas previamente que preceden a la diferenciación. Descubrimos dos marcadores de superficie celular, CD9 y CD104, cuya expresión combinada permitió la identificación in vivo y el aislamiento prospectivo de células madre y progenitoras. El análisis de datos utilizando el algoritmo X-shift junto con la visualización del diseño dirigido por la fuerza de una sola célula definió una firma molecular del estado de las células madre activadas (CD44+/CD98+/MyoD+) y delineó una trayectoria miogénica durante la recuperación de una lesión muscular aguda. Nuestros estudios descubren la dinámica de la regeneración del músculo esquelético in vivo y allanan el camino para el esclarecimiento de las redes reguladoras que subyacen a las transiciones del estado celular en las enfermedades musculares y el envejecimiento.