Descubren cómo los músculos se regeneran tras una lesión

Un equipo de científicos españoles y portugueses ha descubierto un nuevo mecanismo de protección para la regeneración muscular después de que se produzca un daño fisiológico, que es independiente de las células madre musculares y está basado en la reordenación de los núcleos de las fibras musculares. Los resultados de su investigación, que se han publicado en Science, pueden ayudar a comprender mejor la reparación de los músculos, tanto en el caso de lesiones, como si se trata de una enfermedad.

El estudio ha sido dirigido por investigadores de la Universidad Pompeu Fabra (UPF), el Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), Centro de Investigación Biomédica en Red sobre Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED y el Instituto de Medicina Molecular João Lobo Antunes (iMM, Portugal).

Como ha explicado William Roman, investigador de la UPF y primer autor del trabajo, “incluso en condiciones fisiológicas, la regeneración es vital para que los músculos soporten el estrés mecánico de la contracción, que a menudo provoca daño celular”. Si bien durante las últimas décadas se ha estudiado en profundidad la regeneración muscular, la mayoría de los estudios se han centrado en los “mecanismos que involucran a varios tipos celulares, incluidas las células madre musculares, que se requieren en caso de daño muscular extenso”.

“Este proceso de autorreparación de las fibras musculares se produce rápidamente tanto en ratones como en humanos después de una lesión muscular inducida por el ejercicio”

Se había observado que el músculo se regenera mediante un proceso que depende de las células madre, pero en la nueva investigación se ha descubierto “un mecanismo alternativo de reparación del tejido muscular que es autónomo de las fibras musculares”, ha indicado Pura Muñoz-Cánoves, profesora ICREA e investigadora principal en la UPF y el CNIC, y coordinadora del estudio.

Un mecanismo eficiente para la reparación de lesiones menores

El músculo esquelético es el órgano encargado de la locomoción, y su tejido lo forman células –fibras– con múltiples núcleos; sin embargo, a pesar de la plasticidad que las caracteriza, su contracción puede conllevar daño muscular. William Roman, primer autor del trabajo, ha explicado que “incluso en condiciones fisiológicas, la regeneración es vital para los músculos que soportan el estrés mecánico de la contracción, que a menudo provoca daño celular”.

Los investigadores emplearon diversos modelos in vitro de lesión y modelos de ejercicio en ratones y humanos y comprobaron que al lesionarse los núcleos de las fibras son atraídos hacia el lugar del daño, lo que acelera la reparación de las unidades contráctiles. Posteriormente estos científicos estudiaron el mecanismo molecular de esta observación.

“Nuestros experimentos con células musculares en el laboratorio demostraron que el movimiento de los núcleos a los sitios de lesión provocó la entrega local de moléculas de ARN mensajero (ARNm). Estas moléculas de ARNm son traducidas a proteínas en el lugar de la lesión y actúan como bloques de construcción para reparar el músculo”, señala Roman.

“Este proceso de autorreparación de las fibras musculares se produce rápidamente tanto en ratones como en humanos después de una lesión muscular inducida por el ejercicio, y por lo tanto representa un mecanismo de protección eficiente en términos de energía y tiempo para la reparación de lesiones menores”, añade Muñoz-Cánoves. Los autores concluyen que “Este hallazgo constituye un avance importante en el conocimiento de la biología muscular, en fisiología —incluida la del ejercicio— y disfunción muscular”.