Cercetări, publicate recent de Colegiul american de farmacie al Universităţii din Houston, (UH) identifică mecanisme-cheie ale regenerării şi creşterii muşchilor scheletici în urma exerciţiilor de rezistenţă. Este o descoperire care deschide calea către dezvoltarea de terapii ţintite pentru diverse afecţiuni musculare, cum ar fi distrofia musculară, care afectează milioane de oameni din întreaga lume.
Funcţia de bază a vieţii - respiraţia - este controlată de muşchii scheletici, la fel ca şi reglarea metabolismului întregului corp şi fiecare mişcare pe care o facem: mersul pe jos, alergare, statul în şezut sau în picioare, zâmbetul şi chiar clipitul.
Muşchii scheletici sunt formaţi în timpul dezvoltării embrionare prin fuziunea a sute de celule specializate numite mioblaste.
Muşchii scheletici adulţi păstrează capacitatea de regenerare, care este atribuită prezenţei celulelor stem musculare, numite celule satelit.
După leziuni, celulele satelit suferă mai multe runde de proliferare, urmate de diferenţierea lor în mioblaste. Aceste mioblaste fuzionează din nou între ele şi cu miofibrile lezate pentru a realiza regenerarea musculară.
În multe afecţiuni musculare, această capacitate intrinsecă a muşchilor de a se regenera este diminuată, ceea ce duce la pierderea masei şi a funcţiei musculare.
Cercetătorii UH au descoperit că enzima 1 care necesită inozitol, o proteină de semnalizare cheie, este esenţială pentru fuziunea mioblastelor în timpul formării şi creşterii musculare.
„În timpul regenerării musculare, IRE1 sporeşte activitatea proteinei de legare X-box 1 care, la rândul său, stimulează expresia genică a mai multor proteine transmembranare necesare pentru fuziunea mioblastelor”, scrie Ashok Kumar, professor de farmacie în cadrul departamentului de ştiinţe farmacologice şi farmaceutice de la Colegiul de Farmacie UH, în EMBO Reports.
Potrivit cercetătorilor, creşterea nivelului de IRE1 sau XBP1 în celulele stem musculare, în afara organismului, urmată de injectarea lor în ţesuturile musculare ale pacienţilor va îmbunătăţi repararea musculară şi va reduce severitatea bolii.
„Am constatat, de asemenea, că o creştere a nivelurilor de IRE1α sau XBP1 în mioblaste duce la formarea de celule musculare cu un diametru crescut”, a precizat Kumar într-un comunicat al universităţii.
Creşterea diametrului poate fi semnificativă, spun cercetătorii.
„Dimensiunea este foarte importantă pentru muşchi. Muşchiul creşte doar în dimensiune, nu şi în număr”, a explicat Aniket Joshi, student absolvent în laboratorul UH şi primul autor al articolului.
„Persoanele musculoase au celule musculare mai mari. În general, muşchii mai mari funcţionează mai bine - pot ridica mai multă greutate, pot alerga şi merge mai repede, îmbunătăţesc metabolismul general al organismului şi previn diverse boli, cum ar fi diabetul zaharat de tip II”, a indicat cercetătorul.
Noua cercetare nu este prima reuşită a echipei de la UH. În 2021, laboratorul a publicat în revista ELife o cercetare care descrie rolul axei de semnalizare IRE1α/XBP1 în regenerarea muşchiului scheletic sănătos după leziuni acute şi în modele de distrofie musculară Duchenne.
În acest studiu, ei au descoperit că axa de semnalizare IRE1α/XBP1 joacă, de asemenea, un rol important de autonomie celulară în celulele satelit.
