Un equipo internacional dirigido por investigadores de la Facultad de Medicina de uOttawa ha publicado hallazgos que podrían contribuir a futuras terapias para la degeneración muscular debido a la vejez y enfermedades como el cáncer y la distrofia muscular.
En un estudio que aparece en el Journal of Cell Biology , que publica investigaciones revisadas por pares sobre la estructura y función celular, los autores dijeron que su trabajo demuestra la importancia de la enzima GCN5 para mantener la expresión de proteínas estructurales clave en el músculo esquelético. Esos son los músculos unidos al hueso de los que dependen la respiración, la postura y la locomoción.
«Descubrimos que si eliminas la expresión de GCN5 del músculo, ya no será capaz de manejar el estrés físico extremo», dice el Dr. Keir Menzies, biólogo molecular del departamento de Bioquímica, Microbiología e Inmunología de la Facultad de Medicina y designado como miembro profesor asociado de la Escuela Interdisciplinaria de Ciencias de la Salud.
En el lapso de aproximadamente cinco años, la colaboración internacional dirigida por uOttawa experimentó minuciosamente con un «knockout» de GCN5 en un músculo específico del ratón, una enzima bien estudiada que regula múltiples procesos celulares como el metabolismo y la inflamación. A través de una serie de manipulaciones, los científicos producen ratones de laboratorio en los que se interrumpen o eliminan genes específicos para revelar modelos animales de enfermedades humanas y comprender mejor cómo funcionan los genes.
En este caso, se realizaron múltiples experimentos para examinar el papel que juega la enzima GCN5 en la fibra muscular. Lo que encontraron con esta línea de knockouts de ratones específicos para músculos fue una disminución notable en la salud muscular durante el estrés físico, como correr cuesta abajo en una cinta rodante, un tipo de ejercicio conocido por los atletas que causa microdesgarros en las fibras musculares para estimular el crecimiento muscular. Las fibras musculares de los animales de laboratorio se volvieron dramáticamente más débiles a medida que corrían cuesta abajo, como las de los ratones viejos, mientras que los ratones de tipo salvaje no sufrieron un impacto similar.
El Dr. Menzies, autor principal del estudio, dice que los hallazgos son similares a lo que se observa en el envejecimiento avanzado, o miopatías y distrofia muscular, un grupo de enfermedades genéticas que resultan en debilidad progresiva y pérdida de masa muscular. Fue respaldado por datos humanos, incluida una correlación negativa observada entre el diámetro de la fibra muscular y Yin Yang 1, una proteína altamente multifuncional que es fundamental para una gran cantidad de procesos celulares y que el laboratorio de Menzies descubrió que es un objetivo de GCN5.
En última instancia, la investigación del equipo descubrió que GCN5 aumenta la expresión de proteínas musculares estructurales clave, en particular la distrofina, y su falta las reducirá.
Esto es significativo porque la distrofina es la proteína más importante del cuerpo para mantener la membrana de las células musculares, sirviendo como una especie de ancla y amortiguador amortiguador en las células musculares. Sin él, los músculos son muy susceptibles al estrés físico, y el debilitamiento de los músculos puede tener consecuencias paralizantes y mortales.
“Nuestra publicación muestra que si elimina el GCN5, lo más importante que vemos es la falta de distrofina, sin ver ninguna interrupción real de ningún otro mecanismo”, dice el Dr. Menzies. Señaló que el artículo también reafirmó otras investigaciones que muestran que GCN5 no altera el contenido de las mitocondrias musculares, las centrales eléctricas de las células y otro importante factor de influencia en la salud muscular.
La investigación se basa en datos que muestran que la distrofina es «importante para mantener la integridad muscular general y la salud muscular», según el Dr. Menzies.
El Dr. Menzies sugiere que la investigación podría ayudar a crear una base para desarrollar terapias en el futuro. “Por lo tanto, estos hallazgos pueden ser útiles para el descubrimiento de nuevas terapias que regulen la actividad de GCN5, o sus objetivos posteriores, para mantener los músculos sanos durante el cáncer, las miopatías, la distrofia muscular o el envejecimiento”, dice.
¿Cuáles son los síntomas de la atrofia muscular?
Según la clínica de Cleveland, los síntomas de la atrofia muscular difieren según la causa de su afección. El signo más evidente de atrofia muscular es la reducción de la masa muscular. Otros signos de atrofia muscular pueden incluir:
- Un brazo o una pierna es más pequeño que el otro.
- Debilidad en un brazo o una pierna.
- Entumecimiento u hormigueo en brazos y piernas.
- Problemas para caminar o mantener el equilibrio.
- Dificultad para tragar o hablar.
- Debilidad facial.
- Pérdida progresiva de la memoria.
¿Qué causa la atrofia muscular?
La causa de la atrofia muscular depende del tipo que tenga según la Clínica Cleveland. La atrofia por desuso (fisiológica) es causada por no usar los músculos lo suficiente. Si dejas de usar tus músculos, tu cuerpo no desperdiciará la energía que necesita para cuidarlos. En cambio, su cuerpo comenzará a descomponer sus músculos, lo que hará que disminuyan en tamaño y fuerza.
La atrofia por desuso puede afectarlo si:
- Llevar un estilo de vida sedentario.
- Están desnutridos.
- No hagas suficiente ejercicio.
- Sentarse en un trabajo de escritorio todo el día.
- Están en el mejor descanso.
- Tiene un trastorno genético como la distrofia muscular o la enfermedad de Charcot-Marie-Tooth.
- No puede mover las extremidades debido a un accidente cerebrovascular u otras afecciones, como la dermatomiositis.
- Tiene atrofia relacionada con la edad (sarcopenia).
La atrofia neurogénica es causada por una lesión o enfermedad que afecta los nervios que se conectan a los músculos. Cuando estos nervios están dañados, no pueden desencadenar las contracciones musculares necesarias para estimular la actividad muscular.
Cuando tus músculos no se contraen, tu cuerpo piensa que ya no los necesitas. Entonces su cuerpo comienza a descomponerlos, lo que hace que disminuyan en tamaño y fuerza. Las enfermedades y otras condiciones que pueden afectar estos nervios incluyen:
- Esclerosis lateral amiotrófica (ELA).
- Síndorme de Guillain-Barré.
- Síndrome del túnel carpiano.
- Polio.
- Lesión de la médula espinal.
- Esclerosis múltiple.