Un trabajo en el que han participado las investigadoras del CIBERFES Esther García Domínguez y Mª Carmen Gómez Cabrera, en el Instituto de Investigación Sanitaria INCLIVA, del Hospital Clínico de València, y la Universitat de València (UV) abre el camino a una mejor comprensión de la lesión muscular y permitirá, en un futuro, la aplicación de intervenciones que aceleren su reparación tanto en el ámbito fisiológico, del rendimiento deportivo, como probablemente también en el ámbito clínico, en el paciente frágil o con sarcopenia (pérdida de la masa y fuerza muscular en adultos mayores).
El estudio, publicado en Science, trataba de esclarecer los mecanismos por los que se regenera la fibra muscular tras un daño moderado como el inducido por el ejercicio físico.
Los mecanismos por los que se repara el músculo ante lesiones musculares muy graves están bastante descritos e implican a un tipo de célula llamada célula satélite muscular. En lesiones musculares menos severas y mucho más habituales, como las que se producen después del ejercicio y, probablemente también, en las asociadas al propio proceso de envejecimiento muscular, el mecanismo de reparación no estaba bien establecido. El principal hallazgo de este estudio es el descubrimiento de que las células musculares son capaces de regenerarse rápidamente y de forma autónoma y no solo por la intervención de células madre, como se creía hasta ahora.
Los resultados han sido posibles gracias a la colaboración entre la Universitat Pompeu Fabra (UPF), el Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), el CIBERFES y el CIBERNED, en España; y el Instituto de Medicina Molecular João Lobo Antunes (iMM), en Portugal.
La investigadora principal de INCLIVA ha sido Mª Carmen Gómez-Cabrera, coordinadora del Grupo de Investigación en Ejercicio, Nutrición y Estilo de Vida Saludable y co-coordinadora del Programa Transversal en Envejecimiento y Enfermedades Asociadas de INCLIVA, catedrática del Departamento de Fisiología de la Facultad de Medicina de la UV y miembro de CIBERFES. Junto con la investigadora predoctoral Esther García, ha intervenido en el trabajo mediante el diseño y desarrollo de estudios in vivo con ejercicio, tanto en humanos como en ratones, a lo largo de los últimos 18 meses.
Según explica la Dra. Gómez-Cabrera, “al contrario de lo que ocurre en otras células de nuestro organismo, nuestros músculos están formados por células que tienen múltiples núcleos. La célula muscular se daña cuando, por ejemplo, sufrimos un traumatismo (un golpe) pero también cuando hacemos ejercicio físico. Ejercicios con un importante componente excéntrico (tipo de contracción en la que el músculo genera tensión, al mismo tiempo que aumenta su longitud), como bajar escaleras, pueden producir un daño muscular. El daño muscular es muy habitual en los deportistas y los mecanismos de reparación tienen mucha importancia en los ámbitos de la medicina deportiva, traumatología y rehabilitación”.
La Dra. Gómez-Cabrera destaca la trascendencia de este estudio, “que ha permitido encontrar que el mecanismo de reparación de lesiones musculares no severas no implica, como originalmente se pensaba, a las células madre musculares o células satélite”. “Lo que sucede en una fibra dañada es que los núcleos de la propia fibra son atraídos hacia el lugar del daño, acelerando la reparación de las mismas”, añade.
Los núcleos cercanos a la zona de daño utilizan como mecanismo de reparación la liberación de ARN mensajero que es traducido a proteínas. Estas proteínas actúan como bloques de construcción para resolver la lesión muscular y devolver a la fibra su funcionalidad.
En este trabajo se han utilizado tres tipos de modelos experimentales. Han incluido deportistas que han realizado un protocolo de ejercicio que sabían que inducía daño muscular; ratones; y diversos modelos celulares: miotubos y miofibras musculares. El mecanismo de reparación que han descrito está conservado en los tres modelos estudiados y representa un mecanismo de protección para lesiones musculares menores muy eficiente y muy relevante.
En este trabajo han sido fundamentales las unidades de estabulación, así como el equipamiento adquirido por INCLIVA a través de los fondos FEDER derivados de la estrategia de la Comunidad Valenciana para la investigación en envejecimiento y fragilidad.
Artículo de referencia:
Muscle repair after physiological damage relies on nuclear migration for celular reconstruction DOI: 10.1126/science.abe5620
El trabajo de INCLIVA para este estudio se ha desarrollado gracias a la financiación recibida del Instituto de Salud Carlos III CB16/10/00435 (CIBERFES), del Ministerio de Ciencia e Innovación (PID2019-110906RB-I00/AEI/10.13039/501100011033); 109_RESIFIT, Fundación General CSIC; PROMETEO/2019/097 de Conselleria de Sanitat de la Generalitat Valenciana y Fondos FEDER.
