Invecchiamento muscolare: scoperto un fattore chiave / Muscle Aging: discovered a key factor.

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Joseph Cotellessa

Nei tessuti dei muscoli delle persone anziane, i livelli della chinasi MAP sono bassi: per questo non vengono attivati i recettori Notch che innescano la crescita delle cellule staminali deputate alla riparazione dei tessuti.

Un cammino biochimico cruciale per l’invecchiamento dei muscoli è stato scoperto da un gruppo di ricercatori dell’Università della California a Berkeley (UCSB), aprendo la strada a manipolazioni dello stesso cammino che potrebbero in futuro consentire di ripristinare i meccanismi di riparazione e di rinnovamento persi con l’età.

Precedenti studi condotti dallo stesso gruppo, guidato da Irina Conboy, che fa parte anche del Berkeley Stem Cell Center e del California Institute for Quantitative Biosciences (QB3), avevano messo in luce  la capacità delle cellule staminali adulte di riparare e sostituire il tessuto muscolare danneggiato grazie a un meccanismo governato da segnali molecolari inviati dal tessuto circostante. Sono proprio questi segnali quelli che vengono a mancare con l’avanzare dell’età, precludendo il ricambio delle cellule dei muscoli.

Un’altra, precedente ricerca aveva permesso di scoprire, inoltre, che le cellule staminali sono dotate di un recettore chiamato Notch, che ne innesca la crescita quando viene attivato. Le stesse cellule hanno anche un recettore per la proteina TGF-beta che, quando attivata in eccesso, stabilisce una reazione a catena che infine inibisce la capacità della cellula di dividersi.

Nell'articolo da loro pubblicato sulla rivista EMBO Molecular Medicine, i ricercatori spiegano che nei topi l’invecchiamento è in parte associato con il progressivo declino dei Notch e all’incremento dei livelli di TGF-beta, che infine bloccano la capacità delle cellule staminali di ricostruire in modo efficace i tessuti dell’organismo.

Inoltre, quest'ultimo studio rivela come nel muscolo umano siano attivati gli stessi cammini biochimici e mostra 

altresì per la prima volta che la chinasi MAP (mitogen-activated protein), un fattore di regolazione per l’attività del Notch essenziale anche per la riparazione del muscolo umano, viene resa inattiva nel tessuto invecchiato.

La chinasi MAP (MAPK) è una molecola familiare ai biologi poiché è un enzima importante per la formazione degli organi in diverse specie animali, dai nematodi ai moscerini della frutta, fino ai topi. Nel caso de muscoli umani delle persone anziane, i livelli di MAPK sono bassi, e perciò il “cammino Notch” non viene attivato, con la conseguenza che le cellule staminali non sono più in grado di svolgere il compito di rigenerazione muscolare.

Tale circostanza è confermata dall’osservazione che, quando i livelli di MAPK vengono inibiti artificialmente, anche i muscoli umani giovani non sono più in grado di rigenerarsi. Il contrario, invece, si verifica quando si mettono tessuti muscolari di anziani in una soluzione in cui viene forzata l’attivazione della MAPK, come hanno fatto i ricercatori. In tal caso, la capacità rigenerativa del muscolo vecchio viene migliorata in modo significativo.

"Il fatto stesso che il cammino MAPK siano stato conservato nel corso dell’evoluzione, dai vermi nematodi agli esseri umani, dimostra l’importanza della sua funzione”, ha commentato la Conboy. "Ora sappiamo che esso riveste un ruolo cruciale nella regolazione e nell’evoluzione della rigenerazione tissutale. In termini pratici, sappiamo che per aumentare la rigenerazione del muscolo umano invecchiato e ristabilire la salute del tessuto, è possibile avere come obiettivo il cammino MAPK oppure il cammino Notch. L’obiettivo finale, ovviamente, è passare dalla ricerca di laboratorio ai trial clinici."

ENGLISH

In the tissues of the muscles of older people, the levels of MAP kinase are low: for this reason the Notch receptors are not activated that trigger the growth of stem cells deputed to tissue repair.

A crucial biochemical path for the aging of muscles was discovered by a group of researchers at the University of California at Berkeley (UCSB), paving the way for the same path manipulations that may in the future allow to restore the repair mechanisms and renewal lost with age.

Previous studies by the same group, led by Irina Conboy, who is also part of the Berkeley Stem Cell Center and the California Institute for Quantitative Biosciences (QB3), had highlighted the ability of adult stem cells to repair and replace the damaged muscle tissue thanks to a mechanism governed by molecular signals sent from surrounding tissue. It is these signals those that fail with age, precluding the replacement of muscle cells.

Another, previous research had uncovered further that the stem cells have a receptor called Notch, which triggers growth when activated. The same cells also have a receptor for the TGF-beta protein that, when excess activated, establishes a chain reaction that ultimately inhibits the ability of the cell to divide.

In the article they posted in the journal EMBO Molecular Medicine, the researchers explain that aging in mice is associated in part with the progressive decline of Notch and the increase of TGF-beta levels, which eventually block the ability of stem cells to effectively reconstruct the tissues of the body.

In addition, this study reveals how in human muscle are activated the same biochemical pathways and shows

also for the first time that the MAP kinase (mitogen-activated protein), an adjustment factor for the activity of Notch also essential for the repair of human muscle, is made inactive in the aged fabric.

The MAP kinase (MAPK) is a molecule familiar to biologists because it is an important enzyme for organ formation in several animal species, from nematodes to fruit flies, to the mice. In the case of human muscles of older people, the levels of MAPK are low, and therefore the "way Notch" is not activated, with the result that the stem cells are no longer able to perform the task of muscle regeneration.

That fact is confirmed by the observation that, when the MAPK levels are inhibited artificially, even young human muscles are no longer able to regenerate. The opposite, however, occurs when you put muscle tissues of elderly in a solution where activation of MAPK is forced, as did the researchers. In this case, the regenerative capacity of the old muscle is improved significantly.

"The very fact that the MAPK path have been conserved throughout evolution, from nematode worms to humans, shows the importance of its function," commented Conboy. "Now we know that it plays a crucial role in the regulation and in the evolution of tissue regeneration. In practical terms, we know that to increase the regeneration of aged human muscle and restore tissue health, it is possible to target the MAPK path or the path Notch. The ultimate goal, of course, is to move from laboratory research to clinical trials. "

Da:

http://www.lescienze.it/news/2009/09/30/news/invecchiamento_muscolare_scoperto_un_fattore_chiave-573388/