Un nuevo estudio ha conseguido identificar células progenitoras latentes en el músculo esquelético que migran al lugar de una fractura y se convierten en células formadoras de hueso.
La curación ósea es un proceso complejo que depende de la actividad coordinada de muchos tipos celulares diferentes. Si bien se sabe que las células formadoras de hueso llamadas osteoblastos reconstruyen el tejido dañado, los investigadores han descubierto cada vez más que algunas células fuera del esqueleto permanecen inactivas en condiciones normales, pero pueden adquirir funciones osteogénicas después de una lesión.
Dada la diversidad de poblaciones celulares en el sistema musculoesquelético, el papel preciso de cada tipo celular aún no se ha explorado por completo.
En este contexto, el nuevo estudio, publicado en línea en la revista ‘Bone Research’, ha revelado una función inesperada de los progenitores fibroadipogénicos (FAP, por sus siglas en inglés) residentes en el músculo, junto con una población menor de células periósticas superficiales, en la reparación de huesos fracturados.
Los FAP se encuentran en el músculo esquelético, mientras que las células periósticas superficiales se localizan en el tejido conectivo delgado llamado periostio, que recubre la superficie externa de los huesos. Si bien estas células normalmente permanecen inactivas, se activan tras una lesión para ayudar a reparar las fracturas óseas.
“Nuestros hallazgos demuestran que las células extraesqueléticas, en particular las FAP, se reclutan para ayudar a reparar las fracturas óseas y podrían representar un objetivo terapéutico prometedor para mejorar la curación de las fracturas”, destaca el doctor Ugur M. Ayturk, del Programa de Investigación Ortopédica y de Salud Esquelética de Estados Unidos.
Para estudiar estas células, los investigadores descubrieron que la expresión de Clec3b es un marcador altamente específico para estas células progenitoras normalmente inactivas. Crearon un modelo de ratón en el que marcaron las células que expresaban Clec3b con una etiqueta fluorescente, lo que les permitió rastrear su ubicación en condiciones normales y su respuesta tras una lesión.
Durante el crecimiento óseo normal, observaron que estas células permanecían en el músculo y el periostio superficial, sin migrar al hueso ni diferenciarse en osteoblastos. Sin embargo, tras las fracturas óseas, estas células migraron rápidamente al lugar de la lesión, donde muchas se diferenciaron en osteoblastos que produjeron hueso nuevo y contribuyeron al proceso de curación.
En tres semanas, los investigadores descubrieron que aproximadamente el 28% de los osteoblastos en el callo de curación se originaban a partir de células del linaje Clec3b. Algunas de estas células también se convirtieron en células estromales de la médula ósea, que ayudaron a reconstruir el entorno de soporte dentro del hueso. Las células dejaron de expresar Clec3b a medida que se diferenciaban, lo que indica que este marcador está asociado a su estado de progenitor latente.
La secuenciación de ARN de células individuales confirmó esta transición, demostrando que las células latentes del linaje Clec3b dieron lugar a nuevas poblaciones con las características moleculares de las células estromales de la médula ósea y los osteoblastos después de una fractura.
Además, los investigadores estudiaron el origen de estas células formadoras de hueso. Si bien también se encuentran células similares en el periostio, sus experimentos demostraron que el músculo esquelético es la principal fuente.
Incluso después de la extirpación quirúrgica del periostio antes de la lesión, las células positivas para Clec3b llegaron al sitio de la fractura y se diferenciaron en células formadoras de hueso. Los injertos óseos que incluían músculo circundante generaron una cantidad sustancialmente mayor de células formadoras de hueso del linaje Clec3b que los injertos sin músculo, lo que indica que el músculo esquelético es la fuente primaria de estas células regenerativas.
También se descubrió que estas células contribuyen a la osificación heterotópica, una afección en la que se forma hueso en los músculos y otros tejidos blandos tras una lesión.
En modelos de ratón, las células del linaje Clec3b se diferenciaron en células formadoras de cartílago y hueso, convirtiéndose en una fuente importante de este hueso anormal.
“Cuando bloqueamos una vía clave necesaria para la formación ósea o eliminamos estas células, tanto la curación de fracturas como el crecimiento óseo anormal se redujeron significativamente. Este hallazgo subraya su importante papel en ambos procesos”, explica el doctor Ayturk.
Los investigadores creen que estas células podrían convertirse en objetivos terapéuticos prometedores. Su activación podría mejorar la consolidación de las fracturas, mientras que limitar su actividad osteogénica podría ayudar a prevenir el crecimiento óseo no deseado tras lesiones graves.
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