Durante el ayuno, la falta de nutrientes lleva a la disminución de la masa muscular, proceso definido como atrofia muscular. Durante este proceso, las células están sometidas a estrés lo que puede producir sustancias potencialmente dañinas a altas concentraciones, llamadas especies reactivas del oxígeno (ROS). Niveles altos de ROS se han relacionado con trastornos neurodegenerativos, enfermedades cardiovasculares, diabetes, cáncer, así como con condiciones fisiopatológicas y clínicas asociadas con la atrofia muscular.
Precisamente, en este trabajo publicado en la revista PNAS, los investigadores describen como ZEB1 y ZEB2 actúan de manera opuesta en el mantenimiento de los niveles de ROS en el músculo durante el ayuno y en el control de la atrofia muscular.
Para este estudio, liderado por Chiara Ninfali investigadora postdoctoral en el IDIBAPS, se han utilizado ratones que selectivamente no expresaban ZEB1 o ZEB2 en sus células musculares, esto les permitió discernir el papel que estaban jugando cada uno de estos factores.
Los resultados mostraron que, ZEB1 protegía de la producción excesiva de especies reactivas de oxígeno, y al mismo tiempo, disminuía el daño que estos causaban en las células, lo que conlleva una menor atrofia muscular durante el ayuno. ZEB2, por el contrario, exacerbaba los efectos nocivos del ayuno al contribuir a un mayor daño y atrofia.
Ninfali explica: “Nuestras observaciones posicionan a ZEB1 y ZEB2 como potenciales dianas terapéuticas para modular la respuesta al estrés oxidativo durante la atrofia muscular. Esto se podría trasladar también a otras patologías donde el estrés oxidativo tiene un papel importante, como enfermedades cardiovasculares, diabetes o cáncer”.
ZEB1 y ZEB2 son factores de transcripción, lo que significa que son proteínas que se unen al ADN para promover o detener la expresión de determinados genes. En este caso, para la regulación del estrés oxidativo en las células musculares durante el ayuno, los ensayos realizados indican que ambos factores pueden unirse a un mismo gen con capacidad para reducir el estrés oxidativo, con la diferencia que uno activa su expresión y el otro la inhibe.
El estudio ha sido financiado por diversas agencias, principalmente por la Asociación Duchenne Parent Project España, la Gestión de Ayudas Universitarias y de Investigación (AGAUR) de la Generalitat de Catalunya y la Agencia estatal de Investigación (AEI) del Ministerio de Ciencia e Innovación.
En el trabajo también han participado investigadores de la Universidad de Barcelona, el CNAG y los centros CNB-CBMSO del CSIC.
Imagen: Lu Han, Chiara Ninfali, M. C. Martinez-Campanario y Marlies Cortés.
Artículo de referencia: Chiara Ninfali et al. The adaptive antioxidant response during fasting-induced muscle atrophy is oppositely regulated by ZEB1 and ZEB2. PNAS. 2023
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