La popolazione nei paesi sviluppati sta invecchiando e la fragilità e la debilitazione associate stanno diventando gravi problemi di salute. La graduale perdita di massa muscolare tipica dell’anziano è accelerata dalla scarsa capacità di questo tessuto di riparare danni e lesioni, soprattutto dopo cadute o interventi chirurgici.
Una ridotta massa muscolare negli anziani, nota come sarcopenia, porta a un aumento della fragilità e dei problemi di movimento. I pazienti con sarcopenia hanno maggiori probabilità di essere ricoverati in ospedale e di sviluppare altre comorbilità, in gran parte a causa di cadute e fratture che tendono a causare un declino della salute che rapidamente diventa incontrollabile.
“Sapevamo che un fattore importante sono le cellule staminali muscolari, necessarie per riparare i danni muscolari. Queste diventano disfunzionali con l’età. Abbiamo cercato di capire in che modo le cellule staminali degli anziani differiscano da quelle dei giovani e come invertire questi cambiamenti”, ha affermato Yu Xin (Will) Wang, professore associato presso il Center for Cardiovascular and Muscle Diseases, il Center for Data Sciences e il Cancer Metabolism and Microenvironment Program presso il Sanford Burnham Prebys.
Gli effetti della PGE2 e del suo recettore EP4
Wang e colleghi della Stanford University hanno pubblicato i risultati recentemente sulla rivista Cell Stem Cell, dimostrando l’efficacia del trattamento di topi anziani con un lipide naturale, la prostaglandina E2 (PGE2), che ha migliorato la rigenerazione e la forza dei muscoli anziani. Il gruppo di ricerca ha anche descritto dettagliatamente il funzionamento di questa terapia, dimostrando che contrasta i cambiamenti molecolari che si verificano con l’invecchiamento delle cellule staminali.
Gli scienziati hanno iniziato esaminando gli effetti della PGE2 e del suo recettore EP4. Le loro ricerche precedenti avevano stabilito che i segnali della PGE2 durante un infortunio muscolare stimolano le cellule staminali muscolari a rigenerare i muscoli dei topi giovani.
I ricercatori hanno scoperto che nei topi l’espressione di EP4 sulle cellule staminali muscolari anziane è assente o ridotta della metà rispetto a quella riscontrata nelle cellule staminali giovani.
“Anche i livelli di PGE2 nei muscoli diminuiscono con l’età, quindi osserviamo una riduzione della segnalazione dovuta alla riduzione sia del messaggero che del recettore”, ha affermato Wang. “La PGE2 è una sveglia che ridesta le cellule staminali e ripara i danni. L’invecchiamento riduce sostanzialmente il volume della sveglia e le cellule staminali hanno anche messo i tappi per le orecchie.”
Ripristinare la funzionalità delle cellule staminali muscolari
È possibile, tuttavia, superare gli effetti dell’invecchiamento e azzerare l’intensità di questa sirena cellulare. Wang e i suoi collaboratori hanno somministrato una forma stabile di PGE2 a topi anziani dopo un infortunio muscolare e in concomitanza con l’esercizio fisico. I topi trattati hanno acquisito maggiore massa muscolare ed erano più forti rispetto a quelli non trattati.
“Ciò che mi stupisce di più è che una singola dose di trattamento sia sufficiente a ripristinare la funzionalità delle cellule staminali muscolari e che il beneficio duri ben oltre la durata del trattamento”, ha affermato Wang. “Oltre a generare nuovo muscolo, le cellule staminali rimangono nel tessuto, dove mantengono l’effetto della PGE2 e infondono nel muscolo ulteriore capacità di rigenerarsi.”
Lo studio ha rivelato che il trattamento con PGE2 ripristina la funzionalità delle cellule staminali modulando l’attività di fattori di trascrizione chiave, invertendo molti dei cambiamenti legati all’età osservati dai ricercatori.
“I geni che vengono sovraregolati durante il processo di invecchiamento vengono sottoregolati dopo il trattamento, e viceversa”, ha affermato Wang.
Migliorare la qualità della vita delle persone
Oltre a continuare a scoprire come rigenerare i muscoli e prevenire la sarcopenia e i rischi per la salute ad essa associati, Wang e i suoi collaboratori intendono ampliare il loro campo di ricerca oltre il muscolo.
“Le prove suggeriscono che la PGE2 non agisce solo su un meccanismo”, ha affermato Wang. “Abbiamo precedentemente dimostrato che la PGE2 può apportare benefici anche alle fibre muscolari e ai neuroni che innervano il muscolo. La PGE2 è stata implicata nel processo rigenerativo e nella segnalazione per l’intestino, il fegato e diversi altri tessuti, aprendo potenzialmente la strada a un approccio che potrebbe ripristinare la capacità di rinnovamento di altri tessuti invecchiati.
“L’obiettivo finale è migliorare la qualità della vita delle persone invertendo gli effetti dell’invecchiamento.”
