Imagina que estás tratando de hacer un trabajo y toda la información que necesitas para hacerlo está en algunos libros en la biblioteca. Excepto que esos libros están dispuestos al azar junto con todos los demás libros en los estantes de todo el edificio. Sin esa información vital de los libros que estabas buscando, no harías muy bien tu trabajo.

Esta es la situación que encontraron los investigadores de la Escuela de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania cuando estudiaron el deterioro del núcleo de las células dentro de los tejidos conectivos como resultado de la tendinosis. Las alteraciones relacionadas con enfermedades en los entornos en los que existen las células causaron la reorganización del genoma, que es la suma de las secuencias de ADN de un organismo, dentro del núcleo de la célula, cambiando la forma en que funcionaban las células y haciéndolas incapaces de reordenar su información de ADN en el camino correcto de nuevo. Estos hallazgos, publicados hoy en Nature Biomedical Engineering , apuntan a la posibilidad de nuevos tratamientos, como las terapias de moléculas pequeñas, para incorporar una especie de bibliotecario que podría restablecer el orden en las células afectadas.

"Esto es realmente importante porque la investigación nos dice, por primera vez, que las células enfermas del tejido conectivo cambian la estructura física de sus genomas y dejan de responder a las señales físicas normales de su entorno", dijo el autor principal del estudio, Su Chin Heo, Ph.D., profesor asistente de cirugía ortopédica. "Si podemos averiguar exactamente por qué sucede esto, podríamos 'desbloquear' el estado de enfermedad de estas células y devolverlas a un estado saludable".

Los cambios a microescala en los entornos en los que existen las células tienen efectos a nivel macro debido a la forma en que cambian los comportamientos de las células y cómo funciona un cuerpo. Pero esta dinámica no se entiende bien. Entonces, Heo y sus colegas se propusieron examinar cómo las células en el tejido conectivo en degeneración responden a los cambios en su entorno físico y, en particular, cómo la organización espacial de la cromatina, el material del que está hecho el ADN, que se ha demostrado que difiere según la célula. tipo:podría verse afectado por los cambios provocados por la enfermedad.

Para hacer esto, el equipo utilizó las últimas técnicas de imágenes de súper resolución para observar modelos de células humanas, específicamente tenocitos (células tendinosas involucradas en el mantenimiento de la estructura del tejido) y células estromales mesenquimales (similares a las células madre, pueden convertirse en una variedad de células necesarias para construir o mantener tejido).

En estos modelos, los investigadores observaron que los cambios químicos y mecánicos dentro de los entornos que imitaban la degeneración de los tendones dieron como resultado que los tenocitos reordenaran incorrectamente su cromatina. E incluso cuando los investigadores presentaron a estas células el entorno mecánico adecuado, vieron que las células habían perdido su capacidad para reorganizar correctamente su genoma y volver a un estado normal:las células ya no podían responder correctamente. Las células que estaban sanas respondieron bien a las mismas indicaciones químicas y mecánicas, por lo que parece que las células enfermas olvidaron lo que estaban haciendo o no pudieron acceder a la información correcta en su respuesta a la crisis.

"Si bien descubrimos que las células en microambientes enfermos pierden su memoria epigenética, estos resultados también sugieren que los tratamientos epigenéticos, como los medicamentos de moléculas pequeñas, podrían restaurar la organización saludable del genoma y pueden resultar tratamientos efectivos en condiciones que afectan los tejidos densos", dijo el autor principal del estudio, Melike Lakadamyali, Ph.D., profesor asociado de fisiología. "Eso es algo que planeamos seguir y probar".

Los investigadores ya han obtenido subvenciones para estudiar si las células del cartílago y las células del menisco se ven afectadas de manera similar por los genomas alterados por enfermedades. También están estudiando si el proceso de envejecimiento tiene un efecto similar.

"Una vez que comprendamos estos y los procesos celulares específicos que hacen que sucedan, lo que cierra la puerta de la biblioteca, podemos usar medicamentos de moléculas pequeñas como llaves maestras para tratar de evitar que suceda o revertir el proceso", dijo el coautor del estudio. autor Robert Mauck, Ph.D., profesor de cirugía ortopédica y director del Laboratorio de Investigación Ortopédica McKay de Penn. + Explora más

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