Investigadores dirigidos por NYU Langone Health informan que el gen HOXA10 ayuda a preservar las células madre esqueléticas durante toda la vida y contribuye a la capacidad del hueso para repararse. El estudio, publicado en Science Advances, utilizó ratones modificados genéticamente y experimentos con células óseas humanas para examinar cómo afecta el gen al mantenimiento de las células madre y a la curación ósea.
Las células madre y progenitoras esqueléticas contribuyen al mantenimiento y la regeneración de los huesos. Los investigadores encontraron que HOXA10 ayuda a que estas células se autorrenueven y evita que maduren y se conviertan en osteoblastos formadores de hueso antes de que se necesiten. El equipo describe esto como una forma de proteger la reserva de células madre para que no se agote demasiado pronto.
Para estudiar los efectos del gen a lo largo del tiempo, los investigadores desactivaron HOXA10 en ratones cuando tenían seis días de edad y siguieron la evolución de sus células madre óseas durante 15 meses. Al final de ese periodo, se había perdido aproximadamente el 90 % de las células madre y sus descendientes que se esperaba que estuvieran presentes; los investigadores atribuyeron esta pérdida a una menor autorrenovación.
Los ratones modificados también tuvieron dificultades para curar fracturas. Los progenitores de células madre constituían el 48 % del callo —el tejido temporal que se forma a través de una fractura durante la curación—, frente al 76 % en los ratones de control. Otros experimentos mostraron que la pérdida de HOXA10 alteraba la organización del colágeno, que proporciona una estructura inicial para el hueso nuevo.
En pruebas con biopsias óseas humanas, los investigadores silenciaron tres genes HOX relacionados. Las células mostraron reducciones del número de células madre mayores que las observadas en las células de ratón, y la muerte celular programada aumentó un 50 %. Los resultados sugieren que las células madre esqueléticas humanas podrían depender de los genes HOX para autorrenovarse y sobrevivir, aunque los experimentos no establecen un tratamiento para los pacientes.
Los investigadores afirman que los resultados identifican HOXA10 como un regulador funcional del mantenimiento de las células madre esqueléticas y señalan a los genes HOX como posibles objetivos de futuros métodos para regenerar el hueso. El estudio se basa en trabajos anteriores dirigidos por el autor principal, Philipp Leucht, que encontraron que aumentar la actividad de HOXA10 podía mejorar la curación de fracturas en ratones mayores.