Bez integryny o regeneracji nie ma mowy

Starsze mięśnie szkieletowe wolniej się regenerują, bo w mięśniowych komórkach macierzystych pogarsza się działanie pewnego białka - β1-integryny.

Jak wyjaśniają naukowcy z Carnegie Institution for Science, komórki macierzyste mięśni pozostają uśpione w mięśniach (znajdują się przy włóknach, dlatego pierwotnie nazywano je komórkami satelitowymi). Kiedy włókna mięśniowe zostają uszkodzone, aktywują się i namnażają. Większość tworzy nowe włókna, ale część powraca do stanu uśpienia.

Michelle Rozo, główna autorka badania, ustaliła, że integryny, a konkretnie β1-integryna, są kluczowe dla podtrzymania cyklu hibernacji, aktywacji, namnażania i powrotu do hibernacji. Bez integryn ulega zaburzenia prawie każdy etap procesu regeneracji.

Amerykanie dywagowali, że defekty β1-integryny przyczyniają się do starzenia, które obejmuje m.in. pogorszenie funkcjonowania mięśniowych komórek macierzystych oraz zmniejszenie ich liczby. To oznacza, że gojenie po urazie lub operacji jest wolne, co przekłada się na wydłużenie okresu unieruchomienia i ostatecznie spadek masy mięśniowej.

Znalezienie sposobu na obieranie na cel mięśniowych komórek macierzystych znacznie poprawi odnowę mięśniową u seniorów - przekonuje Chen-Ming Fan.

Rozo i Liangji Li odkryli, że w starych mięśniowych komórkach macierzystych pogarsza się funkcjonowanie β1-integryny. Gdy naukowcy sztucznie aktywowali integrynę w starych mysich mięśniach, ich zdolności regeneracyjne stały się takie same jak u młodych osobników. Co ważne, poprawa regeneracji, siły i działania była widoczna także wtedy, gdy terapię zastosowano u zwierząt z dystrofią mięśniową.

Mięśniowe komórki macierzyste wykorzystują β1-integrynę do interakcji z innymi białkami z zewnętrznego środowiska mięśni. Wiele wskazuje, że najważniejsze są interakcje z fibronektyną.

We współpracy m.in. z Kanadyjczykami czy Niemcami badacze z Carnegie Institution for Science zademonstrowali, że w porównaniu do młodych mięśni, stare mięśnie zawierają o wiele mniej fibronektyny. Podobnie jak w przypadku β1-integryny, wyeliminowanie fibronektyny z młodych mięśni upodabnia je do mięśni starych, a odtworzenie odpowiedniego poziomu białka w starej tkance przywraca młodzieńcze zdolności regeneracyjne.

Łącznie nasze wyniki pokazują, że [...] mięśniowe komórki macierzyste z upośledzoną aktywnością β1-integryny i [...] mięśnie z niewystarczającą ilością fibronektyny stanowią podstawową przyczynę starzenia mięśni. To sprawia, że β1-integryna i fibronektyna stanowią obiecujące cele terapeutyczne - podsumowuje Fan.

mięśnie szkieletowe starzenie regeneracja komórki macierzyste β1-integryna Michelle Rozo