Immagine, quando i topi sviluppano il diabete osserviamo la perdita di massa muscolare (a sinistra) e le dimensioni ridotte della fibra muscolare (a destra). Questi fenomeni non si sono verificati nei topi con carenza di KLF15 nei muscoli. Credito Università di Kobe.
Il diabete mellito è associato a vari problemi di salute incluso il declino della massa muscolare scheletrica. Un gruppo di ricerca guidato dal Professor Wataru Ogawa presso la Kobe University Graduate School of Medicine ha rivelato che l’innalzamento dei livelli di zucchero nel sangue porta all’atrofia muscolare e che due proteine, WWP1 e KLF15, giocano un ruolo chiave in questo fenomeno.
Questi risultati sono stati pubblicati il 21 febbraio nell’edizione online di JCI Insight.
Il declino della massa muscolare associato all’invecchiamento compromette la nostra attività fisica, rendendoci sensibili a una varietà di problemi di salute e portando così a una riduzione della durata della vita. Il declino della massa muscolare dipendente dall’età e la conseguente compromissione dell’attività fisica sono noti come “sarcopenia“, un grave problema di salute nelle società che invecchiano.
Sapevamo già che i pazienti con diabete mellito sono inclini alla perdita muscolare con l’età, ma il meccanismo di questo fenomeno rimane poco chiaro. Il diabete mellito è una malattia causata da un’azione insufficiente dell’insulina ormonale. L’insulina non solo riduce i livelli di zucchero nel sangue, ma promuove la crescita e la proliferazione delle cellule; si ritiene che l’insufficiente azione dell’insulina porti alla soppressione della crescita e della proliferazione delle cellule muscolari che a loro volta contribuiscono al declino della massa muscolare scheletrica.
Il team di ricerca del Professor Ogawa ha fatto la sorprendente scoperta che un aumento dei livelli di zucchero nel sangue innesca il declino della massa muscolare e ha scoperto i ruoli importanti di due proteine in questo fenomeno. I ricercatori hanno scoperto che l‘abbondanza del fattore di trascrizione KLF15 aumentava nel muscolo scheletrico dei topi diabetici ed i topi che mancavano di KLF15 specificamente nei muscoli erano resistenti al declino della massa muscolare scheletrica indotta dal diabete (Figura 1). Questi risultati indicano che la perdita muscolare indotta dal diabete è attribuibile a maggiori quantità di KLF15.
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Il team ha studiato il meccanismo di come l’abbondanza di KLF15 è aumentata nel muscolo scheletrico dei topi diabetici ed hanno scoperto che l’innalzamento dei livelli di zucchero nel sangue rallenta la degradazione della proteina KLF15 portando ad un aumento della quantità di questa proteina. Il team del Professor Ogawa ha anche scoperto che una proteina chiamata WWP1 svolge un ruolo chiave nella regolazione della degradazione della proteina KLF15.
WWP1 è un membro delle proteine chiamate ubiquitina ligasi. Quando una piccola proteina chiamata “ubiquitina” si lega ad altre proteine, la degradazione delle proteine legate all’ubiquitina viene accelerata. In condizioni normali, WWP1 promuove la degradazione della proteina KLF15 legando le ubiquitine a KLF15, mantenendo bassa l’abbondanza di KLF15 cellulare. Quando i livelli di zucchero nel sangue aumentano, diminuisce la quantità di WWP1, che a sua volta rallenta la degradazione di KLF15 e quindi l’aumento dell’abbondanza cellulare di KLF15 (Figura 2).
Questo studio ha scoperto per la prima volta che l’innalzamento dei livelli di zucchero nel sangue innesca il declino della massa muscolare e che le due proteine WWP1 e KLF15 contribuiscono al declino della massa muscolare indotta dal diabete.
Oltre al diabete mellito, altre condizioni come l’inattività fisica o l’invecchiamento comportano la perdita di massa muscolare. Le proteine KLF15 e WWP, che hanno dimostrato di contribuire alla perdita di massa muscolare indotta dal diabete, possono anche essere correlate ad altre cause di perdita muscolare. Attualmente, nessun farmaco è disponibile per il trattamento della perdita muscolare.
Il Professor Ogawa commenta: “Sviluppare un farmaco che rafforza la funzione di WWP1 o indebolisce la funzione di KLF15, porterebbe a un nuovo trattamento rivoluzionario”.
Fonte, Kobe University
