Los científicos han desarrollado un nuevo método prometedor para combatir las pérdidas de masa muscular relacionadas con la edad que a menudo acompañan a la inmovilidad después de una lesión o enfermedad. Su técnica, demostrada en ratones, detiene el proceso por el cual los músculos comienzan a deteriorarse al comienzo del ejercicio después deun período de inactividad.
Reportan sus hallazgos en el Revista de Fisiología.
El ejercicio, particularmente la participación en actividades de carga, ayuda a retener la masa muscular, y es particularmente importante a medida que uno envejece, dijo Marni Boppart, profesora de kinesiología y salud comunitaria en la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, quien dirigió la investigación.Las lesiones o enfermedades pueden provocar períodos de inmovilidad y disminución de la calidad muscular.
"Cuando no somos capaces de contraer el músculo, se va a atrofiar", dijo Boppart. "Si esa inmovilidad continúa por mucho tiempo, habrá una pérdida significativa de masa muscular y fuerza".
Los músculos de los niños y adultos jóvenes tienden a recuperarse rápidamente después de reanudar el ejercicio, dijo Boppart. "Pero desafortunadamente para los adultos mayores, tienen una capacidad deficiente para recuperar masa muscular después de un período de desuso".
La fisioterapia a menudo se prescribe para promover la curación después de una lesión e inmovilidad, dijo. Pero los estudios muestran que el músculo continúa deteriorándose después del inicio del ejercicio. Las especies reactivas de oxígeno, una señal de inflamación y disfunción celular, se acumulan en los músculos e impidenel proceso de curación.
La investigación de Boppart se centra en los factores que mejoran o degradan la masa muscular en el envejecimiento. En un estudio anterior, ella y sus colegas descubrieron que las inyecciones de células de apoyo conocidas como pericitos contribuyeron a la recuperación muscular en ratones jóvenes después de un período de inmovilidad. Sin embargo,los ratones viejos no respondieron tan bien a las inyecciones y la recuperación fue limitada.
En el nuevo estudio, el equipo recolectó pericitos de los músculos de ratones jóvenes y sanos y los cultivó en cultivos celulares. Expusieron las células al peróxido de hidrógeno, un poderoso oxidante que promueve la producción de vesículas extracelulares que contienen factores que combaten el estrés.y mejorar la curación, y recopiló los EV para usarlos terapéuticamente.
Las vesículas extracelulares son esenciales para la comunicación intercelular y pueden usarse como marcadores biológicos de salud y enfermedad, dijo Boppart. Estudios previos han demostrado que también son poderosos mediadores biológicos del estrés y la curación.
"Por ejemplo, puede tomar la sangre de ratones jóvenes, recolectar los EV de la sangre e inyectarlos en ratones viejos, y ahora tienen una colección más joven de rasgos, conocida como fenotipo", dijo. "Puedetome vehículos eléctricos saludables de la sangre del ratón, introdúzcalos en un ratón diabético y revertirá la diabetes".
Sin embargo, ningún estudio ha explorado el uso de vehículos eléctricos para apoyar la recuperación muscular, dijo Boppart.
Los investigadores inyectaron sus vehículos eléctricos derivados de pericitos en los músculos de ratones jóvenes y viejos que habían pasado por un período prolongado de inmovilidad muscular en una de sus patas y comenzaban a usar esos músculos nuevamente.
El enfoque funcionó: los ratones tratados con EV estimulados recuperaron el tamaño de la fibra del músculo esquelético tanto en ratones jóvenes como viejos. El estudio también reveló, por primera vez, que los EV derivados de los pericitos musculares produjeron una variedad de factores que puedencombatir la inflamación y el estrés oxidativo.
El uso de EV tiene muchas ventajas sobre las terapias de células completas, dijo Boppart. Las células no se pueden recolectar, congelar y almacenar hasta que se necesiten para el trasplante, pero los EV sí. Los primeros estudios sugieren que los animales no generan una respuesta inmune a los EV inyectados, pero másse necesita investigación para probar esos hallazgos.
Sin embargo, los investigadores detectaron una diferencia en la forma en que los ratones adultos jóvenes y mayores respondieron a los EV estimulados. Hubo una reducción medible en las especies reactivas de oxígeno en los ratones adultos jóvenes que no se detectó en los ratones mayores. A pesar de esta diferencia,tanto los ratones jóvenes como los viejos remodelaron la matriz extracelular, que sustenta la estructura y el crecimiento muscular, y recuperaron el tamaño de la fibra muscular en comparación con los no tratados.
"Hasta este estudio, no teníamos idea de cómo funcionaban los pericitos", dijo Boppart. "Solo sabíamos que estaban secretando factores beneficiosos que probablemente ayudaron al proceso de recuperación. Ahora comprendemos mucho mejor el mecanismo por el cualellos hacen esto. Y sabemos cómo estimularlos para que lo hagan mejor."
Boppart también es una filial del Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzadas y del Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica de la U. de I.
El Instituto Nacional de Artritis y Enfermedades Musculoesqueléticas y de la Piel de los Institutos Nacionales de Salud apoyó esta investigación.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. Original escrito por Diana Yates. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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