Investigadores del laboratorio de Enfermedades Metabólicas Complejas y Mitocondrias del IRB Barcelona, que dirige el jefe de grupo del Centro de investigación biomédica en red de Diabetes y Enfermedades Metabólicas Asociadas (CIBERDEM) y catedrático de la Facultad de Biología de la Universidad de Barcelona (UB) Antonio Zorzano, han descubierto que el proceso inflamatorio que provoca la atrofia muscular está relacionado con la acumulación de mitocondrias dañadas en las células.

También han descrito cómo el incremento de los niveles de BNIP3, una proteína relacionada con el proceso de eliminación de las mitocondrias defectuosas, está relacionado con un mejor envejecimiento muscular.

“Si los niveles de BNIP3 son bajos en edades avanzadas, se acumulan más mitocondrias dañadas. Ello desencadena procesos inflamatorios que, a su vez, ocasionan la atrofia muscular”, explica David Sebastián, investigador del CIBERDEM en el mismo laboratorio y Profesor Asociado de la Universidad de Barcelona. «La razón por la que algunas personas presentan niveles mayores de BNIP3 y otras menores es aún desconocida», añade Andrea Irazoki, primera autora del artículo.

El trabajo se ha llevado a cabo con células en cultivo y modelos animales de ratón, así como con muestras humanas de personas jóvenes y de edad avanzada.

La eliminación deficiente de las mitocondrias

Las mitocondrias son las centrales energéticas de las células. Su papel es esencial y, por ello, la célula debe garantizar que se encuentran en buen estado. Regularmente, cuando las mitocondrias envejecen y ya no funcionan de manera adecuada, el cuerpo las elimina o “recicla”. Este proceso se conoce como “mitofagia”.

Con la edad, este proceso no funciona de manera tan eficiente y hay una tendencia a la acumulación de mitocondrias defectuosas. Los autores consideran que, para compensar este hecho, suben los niveles de BNIP3, que estimula el proceso de la mitofagia. Además de unirse a la membrana de las mitocondrias para facilitar su eliminación, BNIP3 afecta también a la función de los lisosomas, que son esenciales para la eliminación de los componentes celulares dañados.

”Con este trabajo pretendemos esclarecer los mecanismos que llevan al desarrollo de la sarcopenia y buscar herramientas para impulsar un envejecimiento saludable a nivel muscular“, explica el Dr. Zorzano.

Futuros trabajos del laboratorio se centrarán en la búsqueda de biomarcadores sanguíneos que se asocien a niveles altos de BNIP3 para poder realizar análisis menos invasivos, entender de qué dependen los niveles altos o bajos de BNIP3 (si tienen un origen genético, o bien ambiental) y comprender por qué se reduce la degradación de mitocondrias en el envejecimiento y a qué edad empieza a darse este fenómeno.

Este trabajo se ha llevado a cabo en colaboración con el Hospital General Parc Sanitari Sant Joan de Déu, el Instituto de Salud Carlos III y el Instituto de Biomedicina de la Universidad de Barcelona (IBUB).

marzo 30/2022 (Dicyt)

Referencia:

Andrea Irazoki A, Martinez-Vicente M., Aparicio P., Aris C., Alibakhshi E., Rubio-Valera M., Castellanos J., Lores L., Palacín M., Gumá A., Zorzano A., Sebastián D.: Coordination of mitochondrial and lysosomal homeostasis mitigates inflammation and muscle atrophy during aging. Aging Cell. First published: 09 March 2022. https://doi.org/10.1111/acel.13583

Un estudio del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona), en colaboración con la Universidad de Barcelona (UB) y el Centro de Investigación Biomédica en Red de Diabetes y Enfermedades Metabólicas Asociadas (Ciberdem), ha descubierto en ratones que una única proteína es necesaria para mantener unos músculos sanos.

El estudio, publicado en The EMBO Journal, indica que la proteína Mitofusina 2 podría ser una diana terapéutica válida para mejorar la sarcopenia en los ancianos, ha informado el IRB Barcelona.

Los científicos, encabezados por el coordinador del programa de Medicina Molecular del IRB Barcelona, Antonio Zorzano, han observado que los ratones durante el envejecimiento y de manera natural van perdiendo expresión de esta proteína en los músculos.

Han demostrado que la baja actividad de esta proteína en ratones de 24 meses -equivalentes a una persona de 80 años- está directamente relacionada con la atrofia muscular y la sarcopenia que presentan.

Los científicos confirman la asociación entre la pérdida de Mitofusina 2 y envejecimiento muscular cuando eliminan la proteína en el músculo de ratones de seis meses -equivalentes a una persona de 20 años- porque aceleran el envejecimiento, reproduciendo prematuramente las condiciones de la musculatura de ratones viejos.

El primer autor del artículo, David Sebastián, ha resaltado la contribución de Mitofusina 2 para mantener la buena salud de los músculos en ratones y que «permite pensar en una estrategia terapéutica para la sarcopenia».

Ha recordado que, «la sarcopenia no es un problema menor porque hace que algunos ancianos necesiten ayuda para realizar trabajos cotidianos».

Zorzano tiene en marcha un estudio, en colaboración con el hospital maternoinfantil San Juan de Dios, para demostrar que la represión de Mitofusina 2 también pasa durante el envejecimiento humano: «Es la prueba necesaria si queremos hacer el traslado a la clínica».

Existe otro fenómeno de degeneración muscular extrema, asociada a enfermedades, especialmente el cáncer, que es la caquexia, y Zorzano ha dicho que si se encuentra una molécula que mejore el estado de los músculos se tendría que testar en pacientes de cáncer con caquexia.
julio 6/2016 (Diario Médico)