Encuentran una vía para bloquear la fatiga muscular por COVID prolongado

Las infecciones y enfermedades neurodegenerativas desencadenan inflamación en el cerebro. Sin embargo, por motivos aún no esclarecidos, los pacientes con inflamación cerebral frecuentemente desarrollan problemas musculares que no parecen estar directamente relacionados con el sistema nervioso central. En un esfuerzo por entender esta conexión, investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis han descubierto que la inflamación cerebral provoca la liberación de una proteína específica que se desplaza del cerebro a los músculos, causando una pérdida en la función muscular.

Utilizando modelos experimentales con moscas y ratones, el estudio también identificó métodos para bloquear este proceso, lo que abre la posibilidad de desarrollar tratamientos o medidas preventivas para la atrofia muscular relacionada con enfermedades inflamatorias. Estas condiciones incluyen infecciones bacterianas, la enfermedad de Alzheimer y la COVID prolongada. Los hallazgos de esta investigación fueron publicados el 12 de julio en la revista Science Immunology.

"Estamos interesados en comprender la fatiga muscular muy profunda que se asocia con algunas enfermedades comunes", afirmó el autor principal Aaron Johnson, profesor asociado de biología del desarrollo. "Nuestro estudio sugiere que cuando nos enfermamos, las proteínas mensajeras del cerebro viajan a través del torrente sanguíneo y reducen los niveles de energía en el músculo esquelético. Esto es más que una falta de motivación para movernos porque no nos sentimos bien. Estos procesos reducen los niveles de energía en el músculo esquelético, disminuyendo la capacidad de moverse y funcionar normalmente".

 "Nuestro estudio sugiere que cuando nos enfermamos, las proteínas mensajeras del cerebro viajan a través del torrente sanguíneo y reducen los niveles de energía en el músculo esquelético"

Para estudiar los efectos de la inflamación cerebral en la función muscular, los investigadores modelaron tres tipos diferentes de enfermedades: una infección bacteriana por E. coli, una infección viral por SARS-CoV-2 y la enfermedad de Alzheimer.

Durante la inflamación cerebral, las proteínas inflamatorias características de estas enfermedades inducen la acumulación de sustancias químicas dañinas conocidas como especies reactivas de oxígeno. Estas especies reactivas de oxígeno provocan que las células cerebrales produzcan una molécula del sistema inmunológico llamada interleucina-6 (IL-6), la cual se dispersa por todo el cuerpo a través del torrente sanguíneo.

El estudio reveló que la IL-6 en ratones y la proteína equivalente en las moscas de la fruta reducen la producción de energía en las mitocondrias de los músculos, las cuales son las fábricas de energía de las células. "Las moscas y los ratones que tenían proteínas asociadas al COVID en el cerebro mostraron una función motora reducida; las moscas no trepaban tan bien como ellos deberían haberlo hecho, y los ratones no corrieron tan bien o tanto como los ratones de control", explicó Johnson.

"Vimos efectos similares en la función muscular cuando el cerebro fue expuesto a proteínas asociadas a bacterias y a la proteína beta amiloide de alzhéimer. También vemos evidencia de que este efecto puede volverse crónico. Incluso si una infección desaparece rápidamente, la reducción del rendimiento muscular persiste durante muchos días más en nuestros experimentos".

Johnson, junto con colaboradores de la Universidad de Florida y el primer autor Shuo Yang, quien realizó esta investigación como postdoctorado en el laboratorio de Johnson, argumenta que estos procesos probablemente sean relevantes en humanos.

Objetivos para combatir la debilidad muscular en enfermedades inflamatorias

Es conocido que la meningitis, una infección bacteriana del cerebro, eleva los niveles de IL-6 y puede estar asociada con problemas de desarrollo muscular. Por ejemplo, en pacientes con COVID-19, se han encontrado proteínas inflamatorias del SARS-CoV-2 en el cerebro durante autopsias, y numerosos pacientes con COVID prolongado reportan fatiga extrema y debilidad muscular mucho tiempo después de que la infección inicial haya remitido.

De manera similar, los pacientes con enfermedad de Alzheimer también muestran niveles elevados de IL-6 en la sangre y presentan debilidad muscular.

El estudio destaca posibles objetivos para prevenir o tratar la debilidad muscular relacionada con la inflamación cerebral. Los investigadores descubrieron que la IL-6 activa la vía JAK-STAT en los músculos, lo que provoca una disminución en la producción de energía de las mitocondrias.

El estudio identifica objetivos potenciales para prevenir o tratar la debilidad muscular relacionada con la inflamación cerebral. Los investigadores descubrieron que la IL-6 activa lo que se llama la vía JAK-STAT en el músculo, y esto es lo que provoca la reducción de la producción de energía de las mitocondrias.

Varias terapias ya aprobadas por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) para otras enfermedades pueden bloquear esta vía. Los inhibidores de JAK, así como diversos anticuerpos monoclonales contra la IL-6, están aprobados para tratar distintos tipos de artritis y controlar otras condiciones inflamatorias.

"No estamos seguros de por qué el cerebro produce una señal proteica que es tan dañina al funcionamiento muscular en tantas categorías diferentes de enfermedades", argumenta Johnson. "Si queremos especular sobre las posibles razones por las que este proceso ha permanecido con nosotros a lo largo de la evolución humana, a pesar del daño que causa, podría ser una forma para que el cerebro reasigne recursos a sí mismo mientras lucha contra las enfermedades. Necesitamos más investigación para comprender mejor este proceso y sus consecuencias en todo el cuerpo.

"Mientras tanto, esperamos que nuestro estudio aliente a realizar más investigaciones clínicas sobre esta vía y verificar si los tratamientos existentes que bloquean varias partes de ella pueden ayudar a los muchos pacientes que experimentan este tipo de fatiga muscular debilitante", concluyó este experto.

Fuente: Universidad de Washington en St. Louis