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I geni controllano gli addominali

Uno stile di vita sedentario porta a molte conseguenze deleterie, come obesità, diabete e perdita di massa muscolare, in particolare negli anziani. I ricercatori dell’UE hanno studiato le molecole che entrano in gioco quando i muscoli rispondono all’esercizio fisico.
I geni controllano gli addominali
Quando i muscoli si adattano all’attività fisica, le reti di geni esprimono fattori che modificano il muscolo, in modo che possa essere all’altezza delle richieste, ad esempio con una maggiore capacità di utilizzare l’ossigeno e la scomposizione o la generazione di proteine. Il progetto MUSC ADAP XRCS (Mechanisms of skeletal muscle adaptation to exercise and their implications in health and disease) ha analizzato la famiglia PGC-1 (coattivatore 1 dei recettori gamma attivati da proliferatori perossisomiali) di coattivatori trascrizionali.

Un primo esempio è costituito dal PGC-1α4, indotto dall’allenamento di resistenza come il sollevamento pesi, che regola l’aumento e la crescita dei muscoli scheletrici. I topi con livelli aumentati di PGC-1α4 mostrano un aumento delle dimensioni e della forza muscolare e resistenza alla perdita di massa associata al mancato utilizzo dei muscoli.

Il team ha inoltre scoperto che livelli elevati di PGC-1α1 dovuti all’esercizio nei muscoli scheletrici proteggono dalla depressione dovuta allo stress, attivando gli enzimi che convertono la chinurenina molecolare che ne è responsabile. Nella sua nuova forma, infatti, la molecola non riesce più superare la barriera emato-encefalica e a raggiungere i neuroni cerebrali.

La ricerca ha rivelato che le differenze della fisiologia muscolare osservate con le varianti di PGC-1α possono essere dovute alla trascrizione di RNA messaggeri alternativi dallo stesso gene. Questo rappresenta un nuovo aspetto della questione, poiché le modifiche adattive dei muscoli non sono riconducibili esclusivamente ai cambiamenti dei livelli di espressione dei geni ma anche ai diversi trascritti dello stesso gene.

In collaborazione con un altro laboratorio, il consorzio MUSC ADAP XRCS ha inoltre identificato i partner di legame delle varianti di PGC-1α. Il progetto ha inoltre generato ceppi di topi specifici per PGC-1α2 e PGC-1α3. Le linee di topi sono state convalidate e sono in fase di caratterizzazione.

Le modifiche riscontrate nei muscoli sono coordinate e ciò suggerisce percorsi regolatori comuni. Per identificare nuovi percorsi molecolari, i ricercatori hanno studiato sia l’atrofia sia l’ipertrofia negli arti posteriori degli stessi topi. Alcuni geni candidati per la regolazione della massa e della funzione muscolare sono stati identificati e sono attualmente in fase di approfondimento.

I risultati della ricerca MUSC ADAP XRCS potrebbero avere un impatto piuttosto ampio. Vi è infatti un’alta possibilità di poter sviluppare medicinali basati su PGC-1α4 per i danni muscolari subiti a causa di malattie o di inattività. Poiché, inoltre, l’esercizio muscolare migliora la salute mentale, potrebbe prospettarsi anche una nuova generazione di farmaci antidepressivi mirati ai muscoli e non al cervello.

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Keywords

Geni, muscolo, esercizio, MUSC ADAP XRCS, PGC-1