Atlas, opublikowany 15 kwietnia br. w czasopiśmie „Nature Aging”, odkrywa nowe populacje komórek, które mogą wyjaśniać, dlaczego niektóre włókna mięśniowe starzeją się szybciej niż inne. Zidentyfikowano również mechanizmy kompensacyjne stosowane przez mięśnie do przeciwdziałania starzeniu się. Odkrycia te oferują możliwości przyszłych terapii i interwencji w celu poprawy zdrowia mięśni i jakości życia.

Wraz z wiekiem nasze mięśnie stopniowo słabną. Może to wpływać na zdolność do wykonywania codziennych czynności, takich jak wstawanie i chodzenie. U niektórych osób utrata mięśni pogłębia się, prowadząc do upadków, bezruchu, utraty autonomii i stanu zwanego sarkopenią. Powody, dla których nasze mięśnie słabną z czasem, nie są nadal dobrze poznane. Zespół odkrył, że geny kontrolujące rybosomy odpowiedzialne za produkcję białek były mniej aktywne w komórkach macierzystych mięśni z próbek pobranych od osób starszych (w porównaniu do próbek pobranych od młodszych osób), co upośledza zdolność komórek do naprawy i regeneracji włókien mięśniowych wraz z wiekiem. Co więcej, populacje komórek niemięśniowych w próbkach mięśni szkieletowych wytwarzały więcej cząsteczki prozapalnej o nazwie CCL2, przyciągając komórki odpornościowe do mięśni, co doprowadza z czasem do ich osłabienia. Zaobserwowano również utratę określonego podtypu szybkokurczliwych włókien mięśniowych – kluczowego dla wydajności mięśni. Odkryto też kilka mechanizmów kompensacyjnych w mięśniach, które zdawały się rekompensować tę utratę. Obejmowały one przesunięcie wolnokurczliwych włókien mięśniowych w celu ekspresji genów charakterystycznych dla utraconego podtypu szybkokurczliwego oraz zwiększoną regenerację pozostałych podtypów włókien szybkokurczliwych. Zespół zidentyfikował również wyspecjalizowane populacje jąder w obrębie włókien mięśniowych, które pomagają odbudować połączenia między nerwami i mięśniami, które zanikają wraz z wiekiem. Przeprowadzone przez zespół eksperymenty na laboratoryjnie wyhodowanych ludzkich komórkach mięśniowych potwierdziły znaczenie tych jąder w utrzymaniu funkcji mięśni.

– Nasze bezstronne, wieloaspektowe podejście do badania starzenia się mięśni, łączące różne rodzaje sekwencjonowania, obrazowania i badań, ujawnia nieznane wcześniej komórkowe mechanizmy starzenia się i podkreśla obszary do dalszych badań – mówi Veronika Kedlian, pierwsza autorka badania z Wellcome Sanger Institute. – W Chinach, Wielkiej Brytanii i innych krajach mamy starzejące się populacje, ale nasze zrozumienie samego procesu starzenia się jest ograniczone. Mamy teraz szczegółowy wgląd w to, jak mięśnie starają się utrzymać swoją funkcję tak długo, jak to możliwe, pomimo skutków starzenia się – dodaje prof. Hongbo Zhang, starszy autor badania z Uniwersytetu Sun Yat-sen w Guangzhou w Chinach. – Dzięki Atlasowi Komórek Ludzkich poznajemy ciało w bezprecedensowych szczegółach – od najwcześniejszych etapów rozwoju człowieka, po starość. Dzięki tym nowym spostrzeżeniom na temat zdrowego starzenia się mięśni szkieletowych naukowcy na całym świecie mogą teraz badać sposoby zwalczania stanów zapalnych, pobudzania regeneracji mięśni, zachowania łączności nerwowej i nie tylko. Odkrycia pochodzące z takich badań mają ogromny potencjał w zakresie opracowywania strategii terapeutycznych, które promują zdrowsze starzenie się dla przyszłych pokoleń – kończy dr Sarah Teichmann, starsza autorka badania z Wellcome Sanger Institute i współzałożycielka Human Cell Atlas.