Immagini rappresentative dell’espressione della catena pesante della miosina embrionale (eMyHC) nel muscolo TA 6 giorni dopo la lesione CTX. Credito: VIB (the Flanders Institute for Biotechnology).

Un team guidato dal Prof. Massimiliano Mazzone (VIB-KU Leuven Center for Cancer Biology), in collaborazione con il Dr. Emanuele Berardi e il Dr. Min Shang, ha rivelato un nuovo dialogo metabolico tra cellule infiammatorie e cellule staminali muscolari.

 I ricercatori dimostrano che il rafforzamento di questa diafonia metabolica con un inibitore dell’enzima GLUD1 favorisce il rilascio di glutammina e migliora la rigenerazione muscolare e le prestazioni fisiche in modelli sperimentali di degenerazione muscolare come traumi, ischemia e invecchiamento. Oltre al suo potenziale traslazionale, questo lavoro fornisce anche importanti progressi in diversi campi di ricerca tra cui la biologia muscolare, l’immunometabolismo e la biologia delle cellule staminali.

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Il ruolo della glutammina

Il muscolo scheletrico è fondamentale per muovere il nostro corpo, ma è anche un grande serbatoio di aminoacidi immagazzinati come proteine ​​e influenza il metabolismo energetico e proteico in tutto il corpo umano. Il ruolo dell’aminoacido glutammina è stato considerato centrale per il metabolismo muscolare a causa della sua abbondanza. Tuttavia, il suo ruolo preciso dopo un trauma o durante le condizioni degenerative muscolari croniche è stato ampiamente trascurato.

Il team del Prof. Massimiliano Mazzone (VIB-KU Leuven Center for Cancer Biology) ha osservato che, in caso di danni o durante l’invecchiamento, i livelli normali di glutammina nel muscolo diminuiscono come conseguenza della morte del tessuto muscolare. I ricercatori hanno identificato un dialogo metabolico tra le cellule infiammatorie che arrivano dopo la lesione e le cellule staminali muscolari residenti. Questo crosstalk cellulare ristabilisce i livelli originali di glutammina nel muscolo e, così facendo, sollecita la rigenerazione delle fibre muscolari.

Rigenerazione muscolare

Utilizzando metodologie all’avanguardia in vitro e in vivo, i ricercatori hanno dimostrato che lesioni muscolari, ischemia e atrofia muscolare correlata all’età sono condizioni caratterizzate da una ridotta glutammina. Uno dei motivi è la perdita della produzione di glutammina da parte del muscolo stesso a causa del suo danno.

Il Dottor Berardi spiega: “Utilizzando strumenti genetici e farmacologici che inibiscono GLUD1, un enzima che metabolizza la glutammina, abbiamo potuto prevenire il calo post-lesione della glutammina. Ciò ha portato alla sovrapproduzione di glutammina da parte delle cellule infiammatorie, chiamate macrofagi, che raggiungono il muscolo dopo il danno. La glutammina di nuova produzione potrebbe essere utilizzata dalle cellule staminali muscolari per rigenerare rapidamente il tessuto muscolare danneggiato. Abbiamo riscontrato la stessa cosa in condizioni degenerative acute e croniche, come l’invecchiamento, che porta a un più rapido recupero funzionale muscolare“.

Prevenire la degenerazione

Questo studio rivela la glutammina come una molecola sensore i cui livelli nel tessuto muscolare controllano un programma rigenerativo e suggerisce che GLUD1 è un bersaglio terapeutico che potrebbe consentire opportunità di rigenerazione muscolare dopo lesioni acute o condizioni degenerative croniche come l’invecchiamento.

Il Prof. Mazzone sottolinea il potenziale di questa scoperta: “Questa scoperta fornisce speranza per il trattamento di condizioni muscolari degenerative, tra cui traumi, ischemia e invecchiamento. Quest’ultima condizione in particolare rappresenta una sfida importante per l’assistenza sanitaria con un’età media crescente della popolazione globale, accompagnata dalla sarcopenia correlata all’età. In uno sforzo congiunto con VIB Discovery Sciences e il Center for Drug Design and Discovery, stiamo attualmente sviluppando e testando inibitori GLUD1 più selettivi per condizioni di atrofia muscolare cronica , inclusa la distrofia muscolare“.

Fonte: Nature