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El funcionamiento correcto de las mitocondrias evita la atrofia muscular en el envejecimiento

22 Mar 22

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Investigadores identifican la proteína BNIP3 como un elemento protector frente a la atrofia muscular relacionada con el envejecimiento.

La ausencia de BNIP3 provoca una acumulación de mitocondrias defectuosas, favoreciendo así la inflamación, y provocando la degeneración del músculo.

El trabajo, liderado por el Dr. Antonio Zorzano y el Dr. David Sebastián en el IRB Barcelona, se ha publicado en la revista Aging Cell.

La pérdida de masa y potencia muscular relacionadas con el envejecimiento, se denominada “sarcopenia” y es un proceso degenerativo que supone una pérdida de calidad de vida y un incremento de los niveles de dependencia de la población de edad avanzada. Cada vez más estudios señalan que esta forma de atrofia muscular está relacionada con la inflamación crónica, pero, ¿cuándo y por qué se da esta inflamación?

Investigadores del laboratorio de Enfermedades Metabólicas Complejas y Mitocondrias del IRB Barcelona, que dirige el Catedrático de la Facultad de Biología de la Universidad de Barcelona (UB) Dr. 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 el Dr. David Sebastián, Investigador Asociado del mismo laboratorio, Investigador del CIBERDEM 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 la Dra. 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, también jefe de grupo del CIBERDEM.

 

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).

 

Artículo de referencia:
Coordination of mitochondrial and lysosomal homeostasis mitigates inflammation and muscle atrophy during aging
Andrea Irazoki, Marta Martinez-Vicente, Pilar Aparicio, Cecilia Aris, Esmaeil Alibakhshi, Maria Rubio-Valera, Juan Castellanos, Luis Lores, Manuel Palacín, Anna Gumà, Antonio Zorzano & David Sebastián
Aging Cell (2022) DOI: 10.1111/acel.13583

 

Sobre el IRB Barcelona

Creado en 2005 por la Generalitat de Catalunya y la Universidad de Barcelona, el IRB Barcelona es Centro de Excelencia Severo Ochoa desde 2011. El objetivo del IRB Barcelona es hacer investigación de excelencia en biomedicina y mejorar la calidad de vida de las personas y, en paralelo, potenciar la formación de talento, la transferencia tecnológica y la comunicación social de la ciencia. Los 27 laboratorios y ocho plataformas tecnológicas trabajan para responder a preguntas básicas en biología y orientadas a enfermedades como el cáncer, la metástasis, el Alzheimer, la diabetes y enfermedades raras. Es un centro internacional que acoge alrededor de 400 trabajadores de más de 30 nacionalidades. Está ubicado en el Parque Científico de Barcelona. El IRB Barcelona es un centro CERCA y es miembro del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST).