Cooperative interactions of stem and niche cells during skeletal muscle regeneration: role of IL-6 signaling

Abstract

Adult skeletal muscle has a remarkable capacity of self-repairing after damage. The cellular communication processes and mediator molecules in the regenerative microenvironment that control muscle stem cell functions are poorly characterized. Muscle resident fibro/adipogenic progenitors (FAPs) are responsible of the fibrotic and adipose degeneration of muscle in pathological situations. In contrast with this function, here we demonstrate that blood-infiltrating neutrophils cooperate with FAPs to promote muscle regeneration after injury. By cell-type specific gene deletion and transplantation experiments, here we show the requirement of the soluble form of interleukin 6 (IL-6) receptor released by neutrophils and FAP-derived IL-6 to activate IL-6 trans-signaling for efficient muscle stem cell proliferative and regenerative functions. Exploitation of this physiological mechanism may be of therapeutic importance in pathologies coursing with poor regeneration of skeletal muscle.El múscul esquelètic adult té una notable capacitat d’autoregenerar-se després d’un dany. Els processos de comunicació cel·lular i les molècules mediadores que controlen les funcions de les cèl·lules mare musculars en el microambient regeneratiu, no han estat caracteritzats detalladament. Els progenitors fibro/adipogènics (FAPs) residents en el múscul esquelètic són responsables de la degeneració fibro/adiposa que pateix el teixit muscular en situacions patològiques. Contràriament a aquesta funció, aquest treball demostra que els FAPs cooperen amb els neutròfils provinents de la sang i que infiltren el teixit danyat, per expandir el nombre de cèl·lules mare musculars després d’una lesió. Mitjançant la supressió de l’expressió de gens específicament en diferents tipus cel·lulars i experiments de trasplantament, demostrem el requeriment de la interleucina 6 (IL-6), produïda de forma local i transitòria pels FAPs, que actua conjuntament amb la forma soluble del receptor de IL-6 (sIL-6Rα), alliberat pels neutròfils, per activar la trans-senyalització per IL-6 i així promoure la regeneració. L'explotació d'aquest mecanisme fisiològic pot tenir una importància terapèutica en patologies amb una deficient regeneració muscular.Programa de doctorat en Biomedicina