La degeneración muscular en enfermedades hereditarias y el envejecimiento afecta a cientos de millones de personas en todo el mundo. El desgaste de los músculos esqueléticos, el reservorio de proteínas del cuerpo, conduce a un declive fisiológico general, una condición llamada fragilidad.

En este terreno, Investigadores del Instituto de Biotecnología Molecular (IMBA) de la Academia de Ciencias de Austria y la Universidad de Columbia Británica (UBC) , dirigidos por Domagoj Cikes y Josef Penninger han descubierto el papel central de una enzima llamada PCYT2 en la salud muscular. PCYT2 se conoce como la enzima cuello de botella en una importante vía de síntesis de fosfolípidos derivados de etanolamina, las fosfatidiletanolaminas (PE).

Basados ​​en datos de pacientes y utilizando modelos de ratón y pez cebra de laboratorio, mostraron que las mutaciones que afectan a PCYT2, o su actividad reducida, son características conservadas de la degeneración muscular en los vertebrados. Específicamente, han comprobado que la deficiencia de PCYT2 en los músculos afecta la función mitocondrial y las propiedades fisicoquímicas de la membrana de miofibras.

Conocimiento sobre los lípidos

Los lípidos están presentes de forma ubicua en las membranas biológicas y están presentes en concentraciones particularmente altas en las membranas de las células nerviosas y los tejidos neurales. "El conocimiento actual sobre la biología de los lípidos está muy simplificado. Todo el campo de los lípidos se resume en un puñado de familias moleculares, como colesteroles, triglicéridos, fosfolípidos y ácidos grasos. Es un universo molecular vasto e inexplorado donde se desconoce la función de la mayoría de las especies en la salud y la enfermedad. ", expuso el prof. Cikes.

"Nuestro trabajo actual demuestra un papel fundamental, específico y conservado de la síntesis de lípidos mediada por PCYT2 en la salud muscular de los vertebrados y nos permite explorar nuevas vías terapéuticas para mejorar la salud muscular en enfermedades raras y el envejecimiento", indicó, por su parte, el prof. Penninger .

Cikes, coautor del estudio y ex investigador postdoctoral en el laboratorio Penninger en IMBA, planteó la hipótesis de que esta especie de lípido puede desempeñar un papel importante en los tejidos sometidos a constante esfuerzo como el tejido muscular. "Esta suposición me llevó a ´agotar´ selectivamente PCYT2 en tejidos musculares de modelos animales y estudiar el resultado. Paralelamente, los médicos informaron casos de pacientes con mutaciones que afectaban a PCYT2. Los pacientes presentaban una afección llamada paraplejía espástica hereditaria compleja, una enfermedad grave y multisintomática caracterizada por debilidad muscular en las piernas, rigidez y atrofia muscular que empeoraba con el tiempo. Sin embargo, dado que la enfermedad se descubrió recientemente, la biología fisiopatológica subyacente es muy desconocida ", explicó el prof. Cikes.

Los investigadores demostraron que los niveles de PCYT2 funcional están relacionados con la salud muscular humana y afectan los tejidos musculares de ratones y peces cebra. Los modelos de ratón en particular mostraron fenotipos llamativos y severos de retraso en el crecimiento muscular y un rápido deterioro tras el agotamiento de PCYT2. Señalaron que este fenotipo de deterioro rápido en los modelos de ratón se asemejaba a un envejecimiento acelerado.

Además, el equipo demostró que la actividad de PCYT2 disminuyó durante el envejecimiento en humanos y ratones. Usando una técnica de administración dirigida de PCYT2 activo, los científicos pudieron rescatar la debilidad muscular en modelos de ratón sin PCYT2 y mejorar la fuerza muscular en ratones viejos.