Entre los investigadores que exploran los mecanismos del crecimiento y la salud muscular, ha habido ciertas concepciones sobre el papel de la proteína de señalización, la quinasa 1 activada por el factor de crecimiento transformante ß TAK1. La convención fue que TAK1 es perjudicial para la salud muscular ya queactiva las vías asociadas con la atrofia muscular.
"TAK1 es una molécula muy importante en el cuerpo y participa en la regulación de casi todos los tipos de células. Está implicado en muchos procesos de señalización y muchas funciones fisiológicas en el cuerpo", dijo Ashok Kumar, Ph.D.,profesor y distinguido académico universitario en el Departamento de Ciencias Anatómicas y Neurobiología de la Universidad de Louisville. "Pero no se conocía en absoluto el papel de TAK1 en el músculo esquelético".
Kumar y Sajedah M. Hindi, Ph.D., becario postdoctoral en el departamento, plantearon la hipótesis de que al eliminar TAK1, podrían mitigar los efectos negativos de dos vías posteriores asociadas con la atrofia muscular con una sola acción. Ellos y otros miembrosdel equipo de investigación ideó una serie de cultivos celulares y experimentos con modelos animales para determinar si la eliminación de TAK1 preservaría la masa muscular y la fuerza.
Su primera pista sobre la importancia de TAK1 fue que los ratones modificados genéticamente para eliminar TAK1 en el músculo esquelético murieron poco después del nacimiento. Cambiando su estrategia, los investigadores comenzaron a trabajar con ratones adultos. Encontraron que en ratones maduros, en lugar de aumentar el músculomasa, la reducción de TAK1 resultó en un desgaste muscular severo, junto con anomalías en las mitocondrias y estrés oxidativo. Estos cambios son consistentes con los observados en el músculo de personas con esclerosis lateral amiotrófica ELA, diabetes tipo II, cáncer y envejecimiento.
"Hizo lo contrario de lo que esperábamos que hiciera", dijo Hindi. En otros tejidos, tener demasiado TAK1 tiene un efecto negativo. Derribarlo es realmente positivo. Pero en el músculo esquelético maduro, derribar TAK1tuvo un efecto negativo. "
La investigación se detalla en TAK1 regula la masa del músculo esquelético y la función mitocondrial, publicado hoy en la revista conocimiento de la JCI , escrito por Hindi, Kumar, Shizuka Uchida, Ph.D., profesor asociado e investigador en el Instituto de Innovación Cardiovascular de la UofL, Bradford Hill, Ph.D., profesor asociado e investigador en el Centro de Diabetes y Obesidad de la UofL, y otrosen UofL.
Esta investigación revela el papel esencial de TAK1 para la salud del músculo esquelético maduro, y se suma al trabajo de Kumar, Yuji Ogura, Ph.D., ahora de Japón, e hindi, publicado en 2015 en Comunicaciones de la naturaleza , revelando que se requiere TAK1 para la proliferación y supervivencia de las células musculares adultas y para la regeneración del músculo esquelético adulto tras una lesión. Esa investigación mostró que cuando se reduce TAK1, las células madre satélite no se renuevan vigorosamente y muchas finalmente mueren. Alternativamente, cuando aumenta la señalización regulada por TAK1, las células satélite prosperan.
Kumar cree que esta comprensión del papel esencial de TAK1 en la salud muscular podría conducir al desarrollo de terapias para preservar la masa muscular en los ancianos y en personas con enfermedades de desgaste muscular como distrofia muscular, cáncer, diabetes tipo II y ELA.
"Este es un descubrimiento fundamental de que la gente tenía una idea errónea sobre esta vía. Esta proteína es muy importante para el mantenimiento de los músculos", dijo Kumar. "La siguiente pregunta es si este es un mecanismo para la pérdida de masa muscular en todas estas condiciones. Tenemos métodos ahora para devolver esta proteína al cuerpo. Si la devolvemos al músculo o tenemos algunos medicamentos que activan esta molécula, ¿podemos mejorar la masa muscular, podemos preservar la masa muscular? "
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Materiales proporcionado por Universidad de Louisville . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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