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VIDA SALUDABLE. El ejercicio muscular ayuda a combatir la inflamación crónica por sí solo

 


Ingenieros biomédicos de la Universidad de Duke han demostrado que el músculo humano tiene una capacidad innata para protegerse de los efectos dañinos de la inflamación crónica cuando se ejercita. El descubrimiento fue posible gracias al uso de músculo humano desarrollado en laboratorio, lo que demuestra el poder potencial de la primera plataforma de su tipo en tales esfuerzos de investigación.

Muchos procesos tienen lugar en todo el cuerpo humano durante el ejercicio, y es difícil distinguir qué sistemas y células están haciendo qué dentro de una persona activa. Los investigadores descubrieron que las células musculares eran capaces de realizar acciones antiinflamatorias por sí mismas.

La inflamación no es intrínsecamente buena o mala. Cuando el cuerpo se lesiona, una respuesta inflamatoria inicial de bajo nivel elimina los "escombros" y ayuda a la reconstrucción del tejido. Otras veces, el sistema inmunológico reacciona de forma exagerada y crea una respuesta inflamatoria que causa daño, como las tormentas de citocinas a menudo mortales provocadas por algunos casos de COVID-19. Y luego, hay enfermedades que conducen a una inflamación crónica, como la artritis reumatoide y la sarcopenia, que pueden hacer que el músculo se desgaste y debilite su capacidad para contraerse.

Entre muchas moléculas que pueden causar inflamación, una molécula proinflamatoria en particular, el interferón gamma, se ha asociado con varios tipos de deterioro y disfunción muscular. Si bien investigaciones anteriores en humanos y animales han demostrado que el ejercicio puede ayudar a mitigar los efectos de la inflamación en general, ha sido difícil distinguir qué papel podrían desempeñar las células musculares, y mucho menos cómo interactúan con moléculas ofensivas específicas, como el interferón gamma.

Sabemos que las enfermedades inflamatorias crónicas inducen atrofia muscular, pero el objetivo era ver si le sucedería lo mismo a nuestros músculos humanos creados en una placa de Petri. No sólo confirmaron que el interferón gamma funciona principalmente a través de una vía de señalización específica, demostraron que ejercitar las células musculares puede contrarrestar directamente esta señalización proinflamatoria independientemente de la presencia de otros tipos de células o tejidos.

Al hacer ejercicio, las propias células musculares se oponían directamente a la señal proinflamatoria inducida por el interferón gamma. 


Las fibras musculares largas, delgadas y bien definidas (arriba a la izquierda) están en ruinas después de una inflamación prolongada (arriba a la derecha), pero mantienen su estructura (abajo a la izquierda) y fuerza (abajo a la derecha) cuando se ejercitan durante la inflamación. Crédito: Zhaowei Chen, Universidad de Duke

 

DATOS DEL ESTUDIO

Para demostrar que el músculo por sí solo es capaz de bloquear los poderes destructivos del interferón gamma, los investigadores recurrieron a una plataforma muscular diseñada que el laboratorio ha estado desarrollando durante casi una década. Fueron los primeros en desarrollar músculo esquelético humano funcional y en contracción en una placa de Petri, y desde entonces el laboratorio ha estado mejorando sus procesos, por ejemplo, agregando células inmunes y depósitos de células madre a la receta.

En el estudio actual, los investigadores tomaron estos músculos completamente funcionales, cultivados en laboratorio y los inundaron con niveles relativamente altos de interferón gamma durante siete días para imitar los efectos de una inflamación crónica de larga duración. Como era de esperar, el músculo se hizo más pequeño y perdió gran parte de su fuerza.

Luego, los investigadores aplicaron interferón gamma nuevamente, pero esta vez también sometieron al músculo a un régimen de ejercicio simulado estimulándolo con un par de electrodos. Si bien esperaban que el procedimiento indujera algo de crecimiento muscular, como se muestra en sus estudios anteriores, se sorprendieron al descubrir que previno casi por completo los efectos de la inflamación crónica. Luego demostraron que el ejercicio simulado inhibía una vía molecular específica en las células musculares, y que dos fármacos utilizados para tratar la artritis reumatoide, tofacitinib y baricitinib, que bloquean la misma vía, tenían el mismo efecto antiinflamatorio.  



Los haces de músculos cultivados en laboratorio emiten fluorescencia cuando sus niveles de calcio aumentan, un indicador para medir su fuerza. Los haces de músculos que fueron estimulados eléctricamente para aproximarse al ejercicio durante la inflamación (derecha) parpadean con tanta fuerza como los haces de músculos normales (izquierda) y mucho más brillantes que los músculos no ejercitados después de una inflamación crónica (centro). Crédito: Zhaowei Chen, Universidad de Duke


Fuente: Zhaowei Chen, Binjie Li, Ren-Zhi Zhan, Lingjun Rao, Nenad Bursac. Exercise Mimetics and JAK Inhibition Attenuate IFN-γ-induced Wasting in Engineered Human Skeletal Muscle. Science Advances, 2021 DOI: 10.1126/sciadv.eabd9502

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