La capacitat de regeneració del múscul esquelètic depèn de les seves cèl·lules mare, conegudes com a cèl·lules satèl·lit, que es troben en estat de repòs (quiescència) i s’activen quan es produeixen danys en els teixits. En els teixits de poca rotació, com ho és el múscul esquelètic, aquest estat de quiescència reversible és l’habitual durant tota la vida. Tot i així, estudis recents mostren que durant l’edat geriàtrica l’estat de repòs normal de les cèl·lules mare es substitueix per un estat de senescència irreversible, que resulta en una disminució numèrica i funcional d’aquestes cèl·lules satèl·lit i una mala regeneració dels músculs.

Malgrat que els mecanismes responsables del manteniment d’aquesta quiescència, la preservació de la “bossa” de cèl·lules mare i la prevenció de la senescència durant la vida d’un individu continuen desconeguts, una investigació publicada a Nature i realitzada per l’equip de Pura Muñoz-Cánoves, investigadora ICREA cap de la Unitat de Biologia Cel·lular del Departament de Ciències Experimentals i de la Salut (DCEXS) de la UPF i membre de CIBERNED, ha revelat el paper clau que té en aquest procés l’autofàgia, el mecanisme pel qual les cèl·lules netegen els residus tòxics del seu interior (proteïnes i orgànuls danyats) i mantenen el seu equilibri intern (homeòstasi cel·lular).

L’estudi, realitzat en ratolins de diferents edats, demostra que les cèl·lules satèl·lit de ratolins joves estan equipades amb mecanismes protectors del control de qualitat, com l’autofàgia, que reprimeixen activament el programa de senescència, preservant així la integritat i l’aptitud de les cèl·lules.

Recuperar l’autofàgia suposa recuperar la regeneració muscular

Segons aquesta recerca, l’envelliment s’inicia quan el procés d’autofàgia falla, donant-se una acumulació de proteïnes i orgànuls danyats a l’interior de les cèl·lules mare que porta a la seva senescència i esgotament. Per demostrar-ho, els investigadors van inhibir genèticament l’autofàgia a cèl·lules satèl·lit de ratolins joves, i es va donar una ràpida entrada en senescència de les cèl·lules satèl·lit, provocant que la regeneració muscular d’aquests ratolins es produís de manera defectuosa.

El treball demostra també com el restabliment de l’autofàgia reverteix la senescència i restaura les funcions regeneratives de les cèl·lules satèl·lit velles, revelant-se així com a element regulador decisiu en la mort de les cèl·lules mare i, per tant, com a possible estratègia per combatre la falta de regeneració muscular durant la sarcopènia (pèrdua de massa muscular provocada per l’envelliment i el sedentarisme).

Segons Pura Muñoz-Cánoves “aquest treball identifica la fallida de l’autofàgia com a factor responsable de la pèrdua de capacitat regenerativa de les cèl·lules mare musculars en edats avançades”. “Donat que els mecanismes d’autofàgia s’han trobat també desregulats a cèl·lules musculars humanes geriàtriques”, afegeix, “aquests descobriments obren les portes a la investigació destinada a atenuar la pèrdua de capacitat regenerativa del múscul en persones d’edat molt avançada, que conferirà major independència i qualitat de vida a les persones de la tercera edat”.

El treball ha estat desenvolupat principalment per Laura García-Prat, i han intervingut Eusebio Perdiguero, Laura Ortet, Vanessa Ruiz-Bonilla, Susana Gutarra y Antonio L. Serrano (Universitat Pompeu Fabra i CIBERNED); Marta Martínez-Vicente (Institut de Recerca Vall d’Hebron i CIBERNED); Javier Rodríguez-Ubreva i Esteban Ballestar (IDIBELL); Elena Rebollo (Institut de Biologia Molecular de Barcelona), i Marco Sandri (Universitat de Pàdua).

Treball de referència: Laura García-Prat, Marta Martínez-Vicente, Eusebio Perdiguero, Laura Ortet, Javier Rodríguez-Ubreva, Elena Rebollo, Vanessa Ruiz-Bonilla, Susana Gutarra, Esteban Ballestar, Antonio L. Serrano, Marco Sandri  & Pura Muñoz-Cánoves. Autophagy maintains stemness by preventing senescence. Nature Gener 2016. doi:10.1038/nature16187