Identificadas nuevas conexiones entre el ritmo circadiano y la reparación muscular
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Investigadores de Northwestern Medicine han descubierto un mecanismo novedoso que conecta el metabolismo celular controlado por el ritmo circadiano y la regeneración con la reparación muscular después de una lesión, según hallazgos recientes publicado en la revista Genes & Development.
Clara Peek, Ph.D., profesora asistente de Bioquímica y Genética Molecular, fue la autora principal del estudio.
Las interrupciones en el ritmo circadiano, el reloj interno de 24 horas del cuerpo que regula el descanso y la vigilia, se han asociado con la patogénesis de diferentes trastornos metabólicos, incluyendo la diabetes y la obesidad. Sin embargo, la investigación sobre su asociación con la regeneración tisular y la reparación muscular sigue siendo limitada.
En el estudio actual, el equipo de Peek investigó el papel del reloj circadiano de las células madre musculares adultas en el control de la regeneración muscular y la reparación tisular después de una lesión isquémica aguda. lesión en ratones. Se centraron en la proteína Bmal1a, una proteína reguladora del reloj circadiano expresada en prácticamente todas las células del cuerpo, y se propusieron identificar su función exacta dentro de las células madre musculares y una mayor reparación muscular.
«Bmal1 controla los ritmos de la expresión génica, incluidos los involucrados en la regulación del sueño, la actividad, las hormonas y el metabolismo. Se ha demostrado que es importante para la proliferación y la reparación muscular, pero no se identificó el mecanismo molecular», dijo Peek, quien también es profesor asistente de Medicina en la División de Endocrinología. , Metabolismo y Medicina Molecular y miembro del Centro Oncológico Integral Robert H. Lurie de la Universidad Northwestern.
Peek y su equipo descubrieron que la reparación muscular después de una lesión era mayor cuando los ratones estaban activos o despiertos en comparación con cuando estaban inactivos o descansando. Además, la pérdida de la proteína Bmal1 dentro de las células madre musculares condujo a una regeneración muscular deteriorada.
Usando el perfil metabolómico para estudiar aproximadamente 10 000 células madre musculares activadas in vivo y células mioblásticas cultivadas, o células musculares prematuras, la Los investigadores demostraron que la pérdida de Bmal1 redujo la cantidad de células madre musculares activadas al tercer día después de la lesión.
Además, la pérdida de Bmal1 perjudicó la respuesta de las células madre musculares a la hipoxia: falta de oxígeno en los tejidos para mantener un funcionamiento corporal adecuado. Función que ocurre después de una lesión. La pérdida de Bmal1 también condujo a una reducción de la glucólisis, o una disminución de la energía generada por las células.
Finalmente, los investigadores descubrieron que el aumento de NAD+, una coenzima esencial para todos los procesos metabólicos del cuerpo en mioblastos con deficiencia de Bmal1 restauró tanto la proliferación de células madre musculares como la formación de miofibras.
«Nuestro hallazgo de que restaurar el metabolito redox, NAD+, a las células madre con reloj interrumpido puede restaurar la proliferación normal y la formación de fibras musculares es emocionante porque sugiere que la restauración de NAD+ puede contrarrestar los efectos de la lesión muscular en el momento ‘incorrecto’ del día, durante las horas normales de descanso», dijo Peek.
Peek dijo que su equipo ahora está interesado en estudiar el impacto del reloj circadiano de las células madre musculares y la regulación de NAD+ en la reparación y el crecimiento muscular después del ejercicio, así como la importancia del reloj de células madre musculares en la reparación muscular durante el envejecimiento.
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Los científicos revelan el mecanismo de activación de las células madre del músculo esquelético en la regeneración muscular Más información: Pei Zhu et al, BMAL1 impulsa la reparación muscular a través del control de la regeneración hipóxica de NAD+ en células satélite , Genes y Desarrollo (2022). DOI: 10.1101/gad.349066.121 Información de la revista: Genes & Development
Proporcionado por Northwestern University Cita: Nuevas conexiones entre el ritmo circadiano y la reparación muscular identificadas (marzo de 2022 1) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-circadian-rhythm-muscle.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.