Wnt Proteins Promote Bone Regeneration

Sci Transl Med 28 April 2010:
Vol. 2, Issue 29, p. 29ra30
DOI: 10.1126/scitranslmed.3000231
RESEARCH ARTICLE
Wnt Proteins Promote Bone Regeneration
Steven Minear1,*, Philipp Leucht1,2,*, Jie Jiang1,*, Bo Liu1, Arial Zeng3, Christophe Fuerer3, Roel Nusse3,† and Jill A. Helms1,†
+ Author Affiliations

1Department of Surgery, Division of Plastic and Reconstructive Surgery, Stanford School of Medicine, Stanford, CA 94305, USA.
2Department of Orthopaedic Surgery, Stanford School of Medicine, Stanford, CA 94305, USA.
3Howard Hughes Medical Institute, Department of Developmental Biology, Stanford School of Medicine, Stanford, CA 94305, USA.
†To whom correspondence should be addressed. E-mail: rnusse@stanford.edu (R.N.); jhelms@stanford.edu (J.A.H.)
ABSTRACT

The Wnt signaling pathway plays a central role in bone development and homeostasis. In most cases, Wnt ligands promote bone growth, which has led to speculation that Wnt factors could be used to stimulate bone healing. We gained insights into the mechanism by which Wnt signaling regulates adult bone repair through the use of the mouse strain Axin2LacZ/LacZ in which the cellular response to Wnt is increased. We found that bone healing after injury is accelerated in Axin2LacZ/LacZ mice, a consequence of more robust proliferation and earlier differentiation of skeletal stem and progenitor cells. In parallel, we devised a biochemical strategy to increase the duration and strength of Wnt signaling at the sites of skeletal injury. Purified Wnt3a was packaged in liposomal vesicles and delivered to skeletal defects, where it stimulated the proliferation of skeletal progenitor cells and accelerated their differentiation into osteoblasts, cells responsible for bone growth. The end result was faster bone regeneration. Because Wnt signaling is conserved in mammalian tissue repair, this protein-based approach may have widespread applications in regenerative medicine.

↵* These authors contributed equally to this work.


BIOMEDICINA
Una proteína del organismo podría curar más deprisa las fracturas óseas
JANO.es y agencias · 30 Abril 2010 09:17

El descubrimiento abre vías para tratar heridas en la piel, accidentes cerebrovasculares (ACV) y ataques cardíacos sin dejar cicatrices.

Una proteína producida por el cuerpo de forma natural es capaz de acelerar el crecimiento del hueso y podría convertirse en una alternativa para arreglar estas fracturas más rápido y mejorar los injertos óseos, según un estudio realizado por un equipo de investigadores de la Universidad de Stanford y publicado en la revista Science Translational Medicine.

En concreto, estos científicos descubrieron que la proteína Wnt envía una señal que activa células madre del hueso para volver a reconstruirlo. Aunque los resultados fueron probados en ratones, los humanos tienen la misma biología en esta área.
Los científicos sabían que muchas especies de animales usaban esta proteína para regenerar los tejidos, sin embargo, es difícil trabajar con ella y no se disuelve en agua.

Este equipo encontró una manera de implantar porciones de la proteína Wnt genéticamente mejorada en pequeñas burbujas de grasa llamadas liposomas. "Esto permitió comenzar a probar su actividad en los animales", según Jill Helms, de la Universidad de Stanford, que lideró el estudio.

Cuando realizaron agujeros en los huesos de ratones sedados e inyectaron los pequeños liposomas de Wnt, la proteína hizo que las células madre del hueso en el lugar de la lesión se dividieran y maduraran más rápido en células formadoras de huesos.
Los ratones que recibieron la proteína tuvieron 3,5 veces más de hueso después de tres días, en comparación con otros ratones.

"Los defectos del esqueleto tratados con Wnt liposomal se curaron más rápido", según los autores de la investigación, quienes señalaron también que "las Wnt están implicadas en la reparación de múltiples órganos y tejidos".

Así, este equipo planea probar su enfoque para tratar heridas en la piel, accidentes cerebrovasculares (ACV) y ataques cardíacos. "Tras un ACV y un ataque cardíaco, nuestras heridas se curan de forma lenta e imperfecta y la herida resultante carece de funcionalidad (...) Usando Wnt, un día podríamos regenerar el tejido sin dejar cicatrices", concluyó.
Science Translational Medicine (2010); doi: 10.1126/scitranslmed.3000231
http://stm.sciencemag.org/content/2/29/29ra30.abstract

Science Translational Medicine

Universidad de Stanford
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