Un equipo de investigadores del Instituto Wellcome Sanger y sus colaboradores en la Universidad Sun Yat-sen de China ha logrado una comprensión más profunda de cómo cambia el músculo con la edad y cómo intenta combatir sus efectos, a nivel celular y molecular. Esto se ha logrado gracias al primer atlas integral de músculos envejecidos en humanos.
Nuevas poblaciones celulares podrían explicar el envejecimiento desigual de las fibras musculares
Mediante tecnologías de células individuales e imágenes avanzadas, los investigadores analizaron muestras de músculo esquelético humano de 17 individuos a lo largo de la vida adulta. Al comparar los resultados, arrojaron nueva luz sobre los complejos procesos que subyacen a los cambios musculares relacionados con la edad.
El atlas, publicado el pasado 15 de abril, en Nature Ageing, revela nuevas poblaciones celulares que podrían explicar por qué algunas fibras musculares envejecen más rápido que otras. También identifica mecanismos compensatorios que los músculos emplean para combatir el envejecimiento.
Este estudio es parte de la iniciativa internacional Human Cell Atlas para mapear cada tipo de célula en el cuerpo humano, con el objetivo de transformar la comprensión de la salud y la enfermedad.
Posibles estrategias para combatir la inflamación y aumentar la regeneración muscular
A medida que envejecemos, nuestros músculos se debilitan progresivamente. Esto puede afectar nuestra capacidad para realizar actividades cotidianas como levantarse y caminar. Para algunas personas, la pérdida muscular empeora, lo que lleva a caídas, inmovilidad, pérdida de autonomía y una condición llamada sarcopenia. Las razones por las que nuestros músculos se debilitan con el tiempo han sido poco comprendidas hasta ahora.
En este nuevo estudio, científicos del Instituto Wellcome Sanger y la Universidad Sun Yat-sen de China utilizaron técnicas de secuenciación de células individuales y núcleos individuales junto con imágenes avanzadas para analizar muestras de músculo de 17 individuos de entre 20 y 75 años.
El equipo descubrió que los genes que controlan los ribosomas, responsables de producir proteínas, estaban menos activos en las células madre musculares de muestras envejecidas. Esto afecta la capacidad de las células para reparar y regenerar las fibras musculares a medida que envejecemos.
Experimentos confirman la importancia de estos núcleos en el mantenimiento de la función muscular
Además, se observó que las poblaciones celulares no musculares dentro de estas muestras de músculo esquelético producían más de una molécula proinflamatoria llamada CCL2, atrayendo células inmunes al músculo y exacerbando la deterioración muscular relacionada con la edad.
También se observó la pérdida relacionada con la edad de un subtipo específico de fibra muscular de contracción rápida, clave para el rendimiento muscular explosivo. Sin embargo, se descubrieron por primera vez varios mecanismos compensatorios de los músculos que parecen compensar la pérdida. Estos incluyen un cambio en las fibras musculares de contracción lenta para expresar genes característicos del subtipo de contracción rápida perdido, y un aumento en la regeneración de los restantes subtipos de fibras de contracción rápida.
Además, el equipo identificó poblaciones especializadas de núcleos dentro de las fibras musculares que ayudan a reconstruir las conexiones entre los nervios y los músculos que disminuyen con la edad. Experimentos de eliminación en células musculares humanas cultivadas en laboratorio confirmaron la importancia de estos núcleos en el mantenimiento de la función muscular.
Los descubrimientos tienen un enorme potencial para mejorar la calidad de vida de las personas mayores
Veronika Kedlian, autora principal del estudio del Instituto Wellcome Sanger, dijo: "Nuestro enfoque imparcial y multifacético para estudiar el envejecimiento muscular, combinando diferentes tipos de secuenciación, imágenes e investigación, revela mecanismos celulares previamente desconocidos del envejecimiento y destaca áreas para estudios adicionales".
El profesor Hongbo Zhang, autor senior del estudio de la Universidad Sun Yat-sen, Guangzhou, China, dijo: "En China, el Reino Unido y otros países, tenemos poblaciones envejecidas, pero nuestra comprensión del proceso de envejecimiento en sí mismo es limitada. Ahora tenemos una vista detallada de cómo los músculos luchan por mantener la función durante el mayor tiempo posible, a pesar de los efectos del envejecimiento".
La Dra. Sarah Teichmann, autora senior del estudio del Instituto Wellcome Sanger y cofundadora del Human Cell Atlas, dijo: "A través del Human Cell Atlas, estamos aprendiendo sobre el cuerpo en un detalle sin precedentes, desde las primeras etapas del desarrollo humano hasta la vejez.
Con estos nuevos conocimientos sobre el envejecimiento saludable del músculo esquelético, los investigadores de todo el mundo ahora pueden explorar formas de combatir la inflamación, aumentar la regeneración muscular, preservar la conectividad nerviosa y más. Los descubrimientos de investigaciones como esta tienen un enorme potencial para desarrollar estrategias terapéuticas que promuevan un envejecimiento más saludable para las generaciones futuras."
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