Bloquear la actividad de una sola proteína en ratones viejos durante un mes restaura la masa y la fuerza de los músculos marchitos de los animales y los ayuda a correr más tiempo en una cinta, según un estudio realizado por investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford.el aumento de la expresión de la proteína en ratones jóvenes hace que sus músculos se atrofien y debiliten.
"La mejora es realmente bastante dramática", dijo Helen Blau, PhD, profesora de microbiología e inmunología. "Los ratones viejos son entre un 15% y un 20% más fuertes después de un mes de tratamiento, y sus fibras musculares parecen músculos jóvenes.que los humanos pierden alrededor del 10% de la fuerza muscular por década después de los 50 años, esto es bastante notable ".
La proteína no ha estado implicada previamente en el envejecimiento. Los investigadores muestran que la cantidad de la proteína, llamada 15-PGDH, está elevada en el músculo viejo y se expresa ampliamente en otros tejidos viejos. Los experimentos que llevaron a cabo en tejido humano despiertan esperanzaspara un tratamiento futuro para la debilidad muscular que se produce a medida que las personas envejecen.
Blau, profesor de la Fundación Donald E. y Delia B. Baxter y director del Laboratorio Baxter de Biología de Células Madre, es el autor principal del estudio, que se publicará en línea el 10 de diciembre en ciencia . La científica principal Adelaida Palla, PhD, es la autora principal.
pérdida de masa muscular con el envejecimiento
La pérdida de músculo durante el envejecimiento se conoce como sarcopenia y representa miles de millones de dólares en gastos de atención médica en los Estados Unidos cada año, ya que las personas pierden la capacidad de cuidarse a sí mismas, experimentan más caídas y se vuelven cada vez menos móviles.a los cambios en la estructura y función muscular: las fibras musculares se encogen y el número y la función de las centrales eléctricas celulares conocidas como mitocondrias disminuyen.
Blau y sus colegas han estado interesados durante mucho tiempo en comprender la función muscular después de una lesión muscular y en enfermedades como la distrofia muscular de Duchenne. Anteriormente, encontraron que una molécula llamada prostaglandina E2 puede activar las células madre musculares que entran en acción para reparar las fibras musculares dañadas.
"Nos preguntamos si esta misma vía también podría ser importante en el envejecimiento", dijo Blau. "Nos sorprendió descubrir que la PGE2 no solo aumenta la función de las células madre en la regeneración, sino que también actúa sobre las fibras musculares maduras. Tiene un efectopotente función dual. "
Los niveles de prostaglandina E2 están regulados por 15-PGDH, que descompone la prostaglandina E2. Los investigadores utilizaron una versión altamente sensible de la espectrometría de masas, un método para diferenciar moléculas estrechamente relacionadas, para determinar que, en comparación con los ratones jóvenes, los niveles de 15-PGDHestán elevados en los músculos de los animales más viejos y los niveles de prostaglandina E2 son más bajos.
Encontraron un patrón similar de expresión de 15-PGDH en los tejidos musculares humanos, ya que los de personas de 70 y 80 años expresaron niveles más altos que los de personas de 20 años y medio.
"Sabíamos por nuestro trabajo anterior que la prostaglandina E2 era beneficiosa para la regeneración de los músculos jóvenes", dijo Palla. "Pero su corta vida media hace que sea difícil de traducir en una terapia. Cuando inhibimos la 15-PGDH, observamos unaelevación sistémica de los niveles de prostaglandina E2 que conduce a una mejora muscular en todo el cuerpo en ratones de edad avanzada ".
inhibiendo 15-PGDH
Los investigadores administraron una pequeña molécula que bloquea la actividad de 15-PGDH a los ratones diariamente durante un mes y evaluaron el efecto del tratamiento en los animales viejos y jóvenes.
"Encontramos que, en ratones viejos, incluso la inhibición parcial de 15-PGDH restauró la prostaglandina E2 a los niveles fisiológicos encontrados en ratones más jóvenes", dijo Blau. "Las fibras musculares de estos ratones se hicieron más grandes y más fuertes que antes de latratamiento. Las mitocondrias eran más numerosas, y se veían y funcionaban como mitocondrias en músculos jóvenes ".
Los animales tratados también pudieron correr más tiempo en una cinta que los animales no tratados.
Cuando Palla y sus colegas realizaron el experimento inverso, sobreexpresando 15-PGDH en ratones jóvenes, ocurrió lo contrario. Los animales perdieron tono muscular y fuerza, y sus fibras musculares se contrajeron y se debilitaron, como las de los animales viejos.
Finalmente, los investigadores observaron el efecto de la prostaglandina E2 en los miotubos humanos fibras musculares inmaduras que crecían en una placa de laboratorio. Encontraron que el tratamiento de los miotubos con prostaglandina E2 hacía que aumentaran de diámetro y la síntesis de proteínas en los miotubosaumentó: evidencia de que la prostaglandina E2 actúa directamente en las células musculares, no en otras células del microambiente tisular.
"Está claro que este regulador, el 15-PGDH, tiene un efecto profundo en la función muscular", dijo Blau. "Tenemos la esperanza de que estos hallazgos puedan conducir a nuevas formas de mejorar la salud humana e impactar la calidad de vida demucha gente. Ese es uno de mis principales objetivos ".
Blau y Palla están estudiando más sobre lo que controla los niveles y la actividad de 15-PGDH durante el envejecimiento normal y cómo podría afectar la función de otros tejidos del cuerpo.
"Los ratones se desempeñan mejor en una cinta, pero eso requiere más que solo un aumento en la fuerza muscular", dijo Blau. "Otros sistemas de órganos están involucrados, el corazón y los pulmones, por ejemplo. Sugiere una mejora general en elfunción de todo el animal. "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Medicina de Stanford . Original escrito por Krista Conger. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :