La manca d’una única proteïna accelera l’envelliment muscular en ratolins

Esquema de la relació entre diferents nivells d'expressió de Mitofusina 2 i envelliment muscular (D. Sebastián, IRB Barcelona, CIBERDEM).
Esquema de la relació entre diferents nivells d'expressió de Mitofusina 2 i envelliment muscular (D. Sebastián, IRB Barcelona, CIBERDEM).
  • <p>Scheme showing the relation between different levels of expression of Mitofusin 2 and muscle aging. (D. Sebastián, IRB Barcelona, CIBERDEM)</p>
  • <p>(Electron microscopy) A normal muscle mitochondrion (D. Sebastián, IRB Barcelona, CIBERDEM)</p>
  • <p>Electron microscopy image. A mitochondrion in Mitofusin 2-deficient muscle (D. Sebastián, IRB Barcelona, CIBERDEM)</p>

Investigadors de l’IRB Barcelona observen en ratolins joves que la pèrdua de la proteïna Mitofusina 2 en els músculs n’accelera l’envelliment i els causa sarcopènia prematura, similar a les condicions musculars de ratolins vells.

La sarcopènia, o degeneració de massa muscular i pèrdua de força associada, és una de les condicions més debilitants de la vellesa que no se sap tractar.

Els científics proposen que augmentar l’activitat de Mitofusina 2 seria una bona estratègia per millorar la sarcopènia.

Una de les alteracions que més afecta la qualitat de vida de la gent gran és l’atròfia muscular induïda per l’edat amb la consegüent pèrdua de força, coneguda com a sarcopènia. Cap als 55 anys, les persones comencen a disminuir la seva massa muscular, fins a edats avançades, quan la pèrdua ja és més crítica. Es desconeix  com s’arriba a la sarcopènia ni com tractar-la.

Una recerca de l’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) ha descobert en ratolins que la proteïna Mitofusina 2 és necessària per mantenir uns músculs sans. En l’article científic, publicat avui a The EMBO Journal, indiquen que aquesta proteïna podria ser una diana terapèutica vàlida per millorar la sarcopènia en gent gran.

Els científics liderats per Antonio Zorzano, coordinador del programa de Medicina Molecular de l’IRB Barcelona, observen que els ratolins durant l’envelliment i de forma natural, van perdent específicament expressió de Mitofusina 2 en els músculs. Demostren que la baixa activitat d’aquesta proteïna en ratolins de 24 mesos (equivalents a una persona de 80 anys) està directament relacionada amb l’atròfia muscular i la sarcopènia que presenten.

Els científics confirmen l’associació entre pèrdua de Mitofusina 2 i envelliment muscular quan eliminen la proteïna en el múscul de ratolins de sis mesos (equivalents a una persona de 30 anys) perquè n’acceleren l’envelliment, reproduint prematurament les condicions de la musculatura de ratolins vells.

“Durant cinc anys hem recollit proves prou significatives que demostren la contribució de Mitofusina 2 per mantenir la bona salut dels músculs en ratolins i que ens permeten pensar en una estratègia terapèutica per a la sarcopènia”, explica el primer autor de l’article David Sebastián, investigador de l’IRB Barcelona i del CIBERDEM.

“La sarcopènia no és un problema menor perquè fa que algunes persones grans necessitin ajuda per fer les feines quotidianes”, explica el científic de l’IRB Barcelona, Antonio Zorzano. “Si volem augmentar la salut de la gent gran aquest és un problema que cal adreçar”, recalca el també investigador del CIBERDEM.

L’envelliment de la població mundial és un fet. Les Nacions Unides calculen que pel 2050, 2.100 milions de persones tindrà més de 60 anys, un 22% de la població global; a  dia d’avui en són el 12%.

El laboratori del Dr. Zorzano té en marxa un estudi en col·laboració amb geriatres de l’Hospital de Sant Joan de Déu per demostrar que la repressió de Mitofusina 2 també passa durant l’envelliment humà. “És la prova necessària si volem fer el trasllat a la clínica”, exposa. En paral·lel, ja tenen a punt la tecnologia per buscar molècules farmacològiques per potenciar l’activitat de Mitofusina 2.

A banda, explica el científic, hi ha un altre fenomen de degeneració muscular extrema, en aquest cas associat a malaltia, especialment al càncer, anomenat caquèxia.

“Si trobem una molècula que millori l’estat dels músculs, caldria  testar-la  en pacients de càncer amb caquèxia”, assegura Zorzano, “perquè en alguns casos és l’autèntica causa de la mort dels malalts”.

Mecanismes moleculars rere l’envelliment muscular

La Mitofusina 2 és una proteïna mitocondrial que intervé en el bon funcionament de la dinàmica dels mitocondris dins les cèl·lules, i té alhora funcions relacionades amb l’autofàgia, un procés crucial per l’eliminació de mitocondris danyats. La pèrdua de Mitofusina 2 fa que el sistema de reciclatge de mitocondris no funcioni correctament i en conseqüència s’acumulin mitocondris en mal estat en les cèl·lules musculars.

Gràcies a l’estudi, els investigadors també han identificat i descrit un sistema de rescat de l’autofàgia que es posa en funcionament independent de Mitofusina 2, i que permet a les cèl·lules recuperar parcialment el sistema de reciclatge de mitocondris en el múscul esquelètic. Els científics suggereixen que aquesta podria ser una via metabòlica alternativa a Mitofusina per augmentar l’autofàgia en el múscul esquelètic i per mantenir un sistema de mitocondris en millors condicions.

Per dur a terme aquest estudi, el laboratori ha comptat amb fons del Ministeri d’Economia i Competitivitat, de la Generalitat de Catalunya, del centre CIBERDEM  i el projecte europeu DIOMED, del programa INTERREG-SUDOE-FEDER, liderat per Antonio Zorzano.

Article de referència:

Mfn2 deficiency links age-related sarcopenia and impaired autophagy to activation of an adaptive mitophagy pathway

David Sebastián, Eleonora Sorianello, Jessica Segalés, Andrea Irazoki, Vanessa Ruiz-Bonilla, David Sala, Evarist Planet, Antoni Berenguer-Llergo, Juan Pablo Muñoz, Manuela Sánchez-Feutrie, Natàlia Plana, María Isabel Hernández-Álvarez, Antonio L. Serrano, Manuel Palacín, and Antonio Zorzano

The EMBO Journal (22 June 2016) doi: 10.15252/embj.201593084