La popolazione nei paesi sviluppati sta invecchiando e la fragilità e la debilitazione associate stanno diventando gravi problemi di salute. Questa graduale perdita di massa muscolare è accelerata dalla scarsa capacità di riparare danni e lesioni, soprattutto dopo cadute o interventi chirurgici. La bassa massa muscolare negli anziani, nota come sarcopenia, porta a un aumento della fragilità e dei problemi di movimento. I pazienti con sarcopenia hanno maggiori probabilità di essere ricoverati in ospedale e di sviluppare altre comorbilità, in gran parte a causa di cadute e fratture che tendono a causare un declino della salute che rapidamente sfugge al controllo. Ora gli scienziati della Stanford University hanno pubblicato i risultati su Cell Stem Cell, dimostrando l’efficacia del trattamento di topi anziani con un lipide naturale, la prostaglandina E2 (PGE2), che ha migliorato la rigenerazione e la forza dei muscoli anziani.
Il team di ricerca ha anche dettagliato il funzionamento di questa terapia, dimostrando che contrasta i cambiamenti molecolari che si verificano con l’invecchiamento delle cellule staminali. Gli scienziati hanno iniziato esaminando gli effetti della PGE2 e del suo recettore EP4. Le loro ricerche precedenti avevano stabilito che i segnali della PGE2 durante un infortunio muscolare attivano le cellule staminali muscolari per rigenerare i muscoli dei topi giovani. Nei topi anziani, il team ha scoperto che l’espressione di EP4 sulle cellule staminali muscolari anziane è assente o ridotta della metà rispetto a quella riscontrata nelle staminali giovani. È possibile, tuttavia, superare gli effetti dell’invecchiamento e ripristinare l’intensità di questa sirena cellulare. Wang e i suoi collaboratori hanno somministrato una forma stabile di PGE2 a topi anziani dopo un infortunio muscolare e in concomitanza con l’esercizio fisico. I topi trattati hanno acquisito maggiore massa muscolare ed erano più forti rispetto a quelli non trattati.
Ciò che ha maggiormente stupito i ricercatori è che una singola dose di trattamento è stata sufficiente a ripristinare la funzionalità delle cellule staminali muscolari e che il beneficio dura ben oltre la durata del trattamento. Oltre a generare nuovo muscolo, le cellule staminali rimangono nel tessuto, dove mantengono l’effetto della PGE2 e infondono nel muscolo ulteriore capacità di rigenerarsi. Lo studio ha rivelato che il trattamento con PGE2 ripristina la funzionalità delle cellule staminali modulando l’attività di fattori di trascrizione chiave, invertendo molti dei cambiamenti legati all’età osservati dai ricercatori. Dopo il trattamento con PGE2, gli scienziati hanno rilevato un aumento del legame dei fattori di trascrizione nei siti con motivi CRE (dipendenti dall’AMP ciclico o CREB) ed E-box (come le proteine E12 ed E47) e una riduzione del legame nei siti con motivi AP1, superando i cambiamenti che si verificano con l’età.
In particolare, i motivi E-box sono presenti in diversi geni cellulari che regolano la proliferazione e la trasformazione cellulare (ad esempio, il proto-oncogene c-Myc), MyoD1 (un fattore di trascrizione che controlla l’espressione delle proteine muscolari) e la miogenina (MyoG; un fattore di trascrizione necessario per la generazione delle sinapsi neuromuscolari). Oltre a continuare a scoprire come rigenerare il muscolo e prevenire la sarcopenia e i rischi per la salute ad essa associati, lo scienziato leader Dr. Yu Xin Wang e i suoi collaboratori intendono ampliare il loro campo di ricerca oltre il muscolo. Le prove suggeriscono che PGE2 non agisce solo su un singolo meccanismo. La PGE2 è stata implicata nel processo rigenerativo e nella segnalazione dell’intestino, del fegato e di molti altri tessuti, aprendo potenzialmente la strada a un approccio che potrebbe ripristinare la capacità di rinnovamento di altri tessuti invecchiati.
Questo apre anche dei dubbi sull’utilizzo di antinfiammatori durante il trattamento dei traumi muscolari acuti (es. strappi interni, grosse contusioni e similari). Solitamente siamo tutti abituati ad applicare una pomata a base di FANS per lenire il dolore dopo un trauma muscolare intenso. Il sistema reagisce al trauma con dolore ed infiammazione, un mediatore dei quali è proprio la PGE2 prodotta dalla ciclo-ossigenasi 2 (COX2). A questo punto ci si chiede se, dolore a parte, il sistema produca PGE2 proprio per stimolare le cellule staminali muscolari (cellule satelliti) a rigenerare le fibre danneggiate, mentre noi applichiamo un farmaco che impedirà di fare ciò. Anche perché la lacerazione interna delle fibre verrà riparata con la proliferazione dei fibroblasti, cellule che depositano collagene che non ha l’elasticità delle fibre muscolari ma è più rigido e non funzionale. Forse del buon vecchio ghiaccio può servire meglio a togliere il dolore, dandoci la possibilità di riavere un muscolo riparato a puntino.
- A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
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