Pesquisadores descobrem que diferentes células-tronco são responsáveis ​​pelo reparo de diferentes tipos de lesões ósseas

Resumo gráfico. Crédito: Célula-tronco celular (2022). DOI: 10.1016/j.stem.2022.10.002

Uma nova pesquisa do Instituto de Pesquisa do Centro Médico Infantil da UT Southwestern (CRI) descobriu que diferentes populações de células-tronco esqueléticas (SSC) contribuem para o reparo de diferentes tipos de lesões ósseas.

No estudo, publicado em Célula-tronco celular, os pesquisadores identificaram marcadores celulares distintos que lhes permitiram rastrear SSCs na medula óssea dentro dos ossos versus SSCs no periósteo na superfície externa dos ossos. Eles descobriram que enquanto os SSCs da medula óssea são responsáveis ​​pela produção contínua de células ósseas em ossos normais e pelo reparo de certas lesões ósseas, os SSCs periosteais são os principais responsáveis ​​pelo reparo de fraturas.

Os SSCs devem gerar novas células ósseas ao longo da vida para manter e reparar o esqueleto. O esqueleto é incomum, pois possui vários tipos de células-tronco que residem em diferentes regiões do osso, inclusive na medula óssea e no periósteo. Após lesões ósseas, como fraturas, SSCs na medula óssea e periósteo começam a proliferar, mas fazem contribuições muito diferentes para o reparo ósseo.

Pesquisadores do laboratório Morrison descobriram que os SSCs da medula óssea reparam lesões ósseas menores e estabilizadas e são responsáveis ​​pelo crescimento de novos ossos em condições normais durante a idade adulta. Em contraste, os SSCs periosteais são os principais responsáveis ​​pelo reparo de lesões maiores e não estabilizadas, como fraturas. Surpreendentemente, os pesquisadores também descobriram que os SSCs periosteais regeneram não apenas o osso, mas também as células dentro da medula óssea no local da fratura, dando origem a novos SSCs da medula óssea.

“A descoberta de que diferentes células-tronco formadoras de osso são responsáveis ​​por diferentes aspectos da manutenção e reparo ósseo nos permitirá concentrar esforços futuros de regeneração óssea na população correta de células-tronco”, disse Sean Morrison, Ph.D., diretor do CRI e um investigador do Howard Hughes Medical Institute.

Historicamente, as contribuições da medula óssea versus SSCs periosteais para o reparo ósseo têm sido debatidas, em parte porque poucos marcadores estão disponíveis para distinguir essas populações de células. Para superar esse obstáculo, a pesquisadora de pós-doutorado Elise Jeffery, Ph.D., comparou sistematicamente 11 linhagens de camundongos geneticamente modificadas que foram usadas anteriormente para rotular células formadoras de osso para identificar marcadores que pudessem distinguir SSCs periosteais de SSCs de medula óssea.

Eles descobriram que os SSCs periosteais eram marcados por uma proteína sinalizadora chamada Gli1, enquanto os SSCs da medula óssea eram marcados pelo receptor de leptina e adiponectina. Esses achados são consistentes com pesquisas anteriores do laboratório Morrison que encontraram receptores de leptina positivos medula óssea SSCs são uma importante fonte de novos osteoblastos para manutenção e reparo ósseo.

“As descobertas deste estudo abrem vários novos caminhos de pesquisa sobre os sinais que ativam diferentes tipos de células-tronco esqueléticas em resposta a lesões ósseas. Esperamos aproveitar essas informações para adaptar o tratamento de pacientes com base em seu tipo de lesão óssea. , e para identificar novos alvos terapêuticos que promovam a cicatrização de fraturas”, disse o Dr. Jeffery, bolsista de pós-doutorado da Damon Runyon Foundation.