Envejecimiento muscular: ¿Por qué curan más lento las lesiones?

La curación muscular se vuelve más lenta con la edad tras una lesión, una realidad frustrante para muchos adultos mayores.

Un nuevo estudio de la UCLA, realizado en ratones, revela una causa inesperada: las células madre del músculo envejecido acumulan niveles más altos de una proteína que disminuye su capacidad de activarse y reparar el tejido, pero que ayuda a las células a sobrevivir más tiempo en el hostil entorno del tejido envejecido.

Los hallazgos, publicados hoy en la revista Science, sugieren que algunos cambios moleculares asociados con el envejecimiento podrían ser en realidad adaptaciones protectoras en lugar de efectos puramente perjudiciales. “Esto nos ha llevado a una nueva forma de pensar sobre el envejecimiento”, afirmó el Dr. Thomas Rando, autor principal del nuevo estudio y director del Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research de UCLA.

“Es contraintuitivo, pero las células madre que sobreviven al envejecimiento pueden ser en realidad las menos funcionales. Sobreviven no porque sean las mejores en su trabajo, sino porque son las mejores para sobrevivir. Esto nos ofrece una perspectiva completamente diferente para comprender por qué los tejidos se deterioran con la edad.”

El equipo de investigación, liderado por los investigadores postdoctorales Jengmin Kang y Daniel Benjamin, comparó células madre musculares aisladas de ratones jóvenes y viejos y descubrió que una proteína llamada NDRG1 aumentaba drásticamente con la edad, alcanzando niveles 3,5 veces mayores en las células viejas que en las jóvenes. NDRG1 actúa como un freno celular, suprimiendo una vía de señalización clave llamada mTOR que normalmente promueve la activación y el crecimiento celular.

Para probar si NDRG1 era responsable de la reparación muscular más lenta observada en el envejecimiento, los investigadores permitieron que los ratones envejecieran normalmente hasta el equivalente a unos 75 años humanos, y luego bloquearon la actividad de NDRG1. Las células madre musculares envejecidas inmediatamente se comportaron como células jóvenes, reactivándose rápidamente y acelerando la reparación muscular después de una lesión.

Sin embargo, esta regeneración tuvo un costo. Sin los efectos protectores de NDRG1, menos células madre musculares sobrevivieron con el tiempo, lo que limitó la capacidad del tejido muscular para regenerarse después de lesiones repetidas.

Piense en ello como en un corredor de maratón frente a un velocista. Las células madre en animales jóvenes son hiperfuncionales, muy buenas en lo que hacen, es decir, en correr a la velocidad máxima, pero no son buenas a largo plazo. Pueden completar los 100 metros, pero ni siquiera llegar a la mitad de la maratón. Por el contrario, las células madre envejecidas son como corredores de maratón: más lentas para responder, pero mejor equipadas para la larga distancia. Sin embargo, lo que las hace tan eficientes en largas distancias es precisamente lo que las hace malas para correr a la velocidad máxima.

Dr. Thomas Rando, profesor de neurología, David Geffen School of Medicine at UCLA

El equipo validó sus hallazgos a través de múltiples enfoques, estudiando células madre musculares de ratones jóvenes y viejos tanto en placas de laboratorio como en tejidos vivos. Los resultados mostraron consistentemente que la acumulación de NDRG1 tanto disminuía la capacidad de las células madre para activarse y reparar rápidamente el músculo, como mejoraba su supervivencia y resistencia con el tiempo.

La investigación sugiere que el aumento de la expresión de NDRG1 surge a través de lo que los científicos denominan un “sesgo de supervivencia celular”: las células madre que no acumulan suficiente NDRG1 mueren con el tiempo, dejando atrás una población de células más lentas pero más resistentes.

“Algunos cambios relacionados con la edad que parecen perjudiciales, como la reparación más lenta de los tejidos, pueden ser en realidad compromisos necesarios que evitan algo peor: el agotamiento completo del grupo de células madre”, afirmó Rando.

Rando establece paralelismos con los intercambios evolutivos observados en la naturaleza. Así como los animales en condiciones adversas, como durante sequías, hambrunas o temperaturas bajo cero, activan programas de resistencia como la hibernación a expensas de la reproducción, las células madre parecen desplazar los recursos de su función reproductiva (crear más células) a programas de supervivencia durante el estrés del envejecimiento.

“Las especies sobreviven porque se reproducen, pero en tiempos de privación, los animales activan sus propios programas de resistencia”, dijo Rando. “Hay muchos ejemplos en la naturaleza de asignar recursos a la supervivencia en tiempos de estrés. Esto se alinea exactamente con lo que estamos viendo a nivel celular.”

Los hallazgos podrían tener implicaciones para el desarrollo de terapias que equilibren la activación de las células madre con la supervivencia, aunque Rando advierte que “no hay atajos. Podemos mejorar la función de las células envejecidas durante un período de tiempo, para ciertos tejidos, pero cada vez que lo hacemos, habrá un costo potencial y un inconveniente potencial”.

El equipo de investigación continuará investigando qué controla el equilibrio entre la supervivencia y la función a nivel molecular.

“Este gen es casi como la puerta que hemos abierto para comprender qué controla estos intercambios que son tan críticos, no solo para la evolución de las especies, sino también para el envejecimiento de los tejidos dentro de un individuo”, dijo Rando.

El estudio fue financiado por los National Institutes of Health, la NOMIS Foundation, la Milky Way Research Foundation, la Hevolution Foundation y la National Research Foundation of Korea.