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Os componentes de escape das fibras de músculo quebradas activam células estaminais “satélites” do músculo

Ao construir um modelo de dano do músculo em um sistema cultivado, uma colaboração da pesquisa entre a universidade de Kumamoto e a universidade de Nagasaki em Japão encontrou que os componentes que escapam das fibras de músculo quebradas activam células estaminais “satélites” do músculo. Ao tentar identificar as proteínas que activam pilhas satélites, encontraram que as enzimas metabólicas, tais como GAPDH, activaram ràpida pilhas satélites dormentes e aceleraram a regeneração de ferimento do músculo. Este é um mecanismo altamente racional e eficiente da regeneração em que o músculo danificado próprio activa as pilhas satélites que começam o processo da regeneração.

O músculo esqueletal é compo dos pacotes de fibras de músculo contratando e cada fibra de músculo é cercada por pilhas satélites--muscle as células estaminais que podem produzir fibras de músculo novas. Os agradecimentos ao trabalho destas pilhas satélites, fibras de músculo podem ser regenerados mesmo depois que sendo ferido ou rasgado durante o exercício intenso. As pilhas satélites igualmente jogam papéis essenciais no crescimento do músculo durante fases e a hipertrofia desenvolventes do músculo durante o treinamento da força.

Contudo, em doenças refractárias do músculo goste da distrofia muscular e a fragilidade muscular relativa à idade (sarcopenia), o número e a função de pilhas satélites diminuem. É conseqüentemente importante compreender o mecanismo regulador de pilhas satélites na terapia da regeneração do músculo.

No músculo esqueletal maduro, as pilhas satélites estão geralmente actuais em um estado dormente. Em cima da estimulação após ferimento do músculo, as pilhas satélites ràpida são activadas e proliferam repetidamente. Durante o myogenesis subseqüente, diferenciam e regeneram fibras de músculo fundindo com fibras de músculo existentes ou com junto. Destas três etapas (activação da pilha, proliferação, e diferenciação satélites do músculo), pouco é sabido sobre como a primeira etapa, activação, é induzida.

Desde que as pilhas satélites são activadas quando as fibras de músculo são danificadas, os pesquisadores supor que dano próprio do músculo poderia provocar a activação. Contudo, isto é difícil de provar nos modelos animais de ferimento do músculo assim que construíram um modelo da cultura celular em que as únicas fibras de músculo, isoladas do tecido do músculo do rato, fisicamente foram danificadas e destruídas.

Usando este modelo de ferimento, encontraram que os componentes que escapam das fibras de músculo feridas activaram pilhas satélites, e as pilhas ativadas incorporaram a fase G1 preparatória de divisão de pilha. Mais, as pilhas ativadas retornaram a um estado dormente quando os componentes danificados foram removidos, sugerindo desse modo que os componentes danificados actuassem como o interruptor da activação.

A equipa de investigação nomeou os componentes de escape “factores myofiber-derivados danificados” (DMDFs), após as fibras de músculo quebradas, e identificado lhes que usam a espectrometria em massa. A maioria das proteínas identificadas eram enzimas metabólicas, incluindo enzimas glycolytic tais como GAPDH, e enzimas do desvio do músculo que são usadas como biomarkers para desordens e doenças do músculo. GAPDH é sabido como do “uma proteína trabalho não declarado” que tenha outros papéis além do que sua função original na glicólise, tal como o controle de morte celular e a mediação da resposta imune. Os pesquisadores analisaram conseqüentemente os efeitos de DMDFs, incluindo GAPDH, na activação satélite da pilha e confirmaram que a exposição conduziu a sua entrada na fase G1.

Além disso, os pesquisadores injectaram GAPDH no músculo esqueletal do rato e observaram a proliferação de pilha satélite acelerada após dano droga-induzido subseqüente do músculo. Estes resultados sugerem que DMDFs tenha a capacidade para activar pilhas satélites dormentes e para induzir a regeneração rápida do músculo após ferimento. O mecanismo por que o músculo quebrado activa pilhas satélites é um mecanismo altamente eficaz e eficiente da regeneração do tecido.

Neste estudo, nós propor um modelo novo da ferimento-regeneração do músculo. Contudo, o mecanismo molecular detalhado de como DMDFs activa pilhas satélites permanece uma edição obscura para a pesquisa futura. Além do que a activação satélite da pilha, as funções do trabalho não declarado de DMDF são esperadas ser diversas. Os estudos recentes mostraram que o músculo esqueletal segrega os vários factores que afectam outros órgãos e tecidos, tais como o cérebro e gordo, na circulação sanguínea, assim que pode ser possível que DMDFs está envolvido no enlace entre o músculo ferido e os outros órgãos através da circulação sanguínea. Nós acreditamos que uma elucidação mais adicional das funções de DMDFs poderia esclarecer as patologias de algumas doenças do músculo e as ajudar na revelação de drogas novas.”

Professor adjunto Yusuke Ono, líder do estudo

Source:
Journal reference:

Tsuchiya, Y., et al. (2020) Damaged Myofiber-Derived Metabolic Enzymes Act as Activators of Muscle Satellite Cells. Stem Cell Reports. doi.org/10.1016/j.stemcr.2020.08.002.