LASSS ha potenziato il legame di HGF con un recettore importante per la rigenerazione muscolare
- LASSS ha più che raddoppiato il legame di HGF al recettore c-met in un esperimento di laboratorio
- HGF contribuisce all’attivazione delle cellule satellite, che aiutano a riparare il tessuto muscolare
- Gli studi descrivono un effetto molecolare, non una cura dimostrata per la perdita della funzionalità muscolare legata all’età
L’età indebolisce il sistema di riparazione muscolare
I muscoli scheletrici consentono di muoversi, sollevare oggetti e mantenere la postura, ma con l’età la loro forza e capacità di recupero possono diminuire. Nei tessuti possono accumularsi nel tempo depositi di grasso e alterazioni cicatriziali, mentre il numero di fibre specializzate necessarie per i movimenti rapidi e potenti può ridursi. Questi cambiamenti non incidono solo sulle prestazioni fisiche: le attività quotidiane diventano più difficili e la mobilità e l’autonomia diminuiscono gradualmente.
Ricercatori giapponesi hanno studiato uno dei meccanismi che potrebbe essere collegato al peggioramento della rigenerazione muscolare. Il team, guidato dal professor Ryuichi Tatsumi della Facoltà di Agraria dell’Università di Kyushu, si è concentrato sulla proteina HGF e sulla sua interazione con un recettore cellulare. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Scientific Reports. Gli autori considerano i risultati ottenuti una possibile base per un nuovo approccio, ma non riferiscono di una terapia già disponibile né di un metodo comprovato per fermare i cambiamenti legati all’età.
I muscoli scheletrici dispongono di un proprio sistema di riparazione dopo l’usura e le lesioni. Un ruolo importante è svolto dalle cellule satelliti, cellule staminali specializzate situate accanto alle fibre muscolari. Di norma sono inattive, ma, quando necessario, possono attivarsi, moltiplicarsi e trasformarsi in cellule muscolari. In questo modo contribuiscono alla riparazione dei tessuti danneggiati. L’efficacia con cui si avvia questo processo dipende, tra le altre cose, dai segnali molecolari che raggiungono le cellule.
HGF trasmette un segnale alle cellule satellite
Uno di questi segnali è una proteina nota come fattore di crescita degli epatociti, o HGF. Nonostante il nome, le sue funzioni non si limitano al fegato: nei muscoli aiuta ad attivare le cellule satellite. In condizioni normali, l’HGF si trova nel materiale di supporto che circonda le fibre muscolari. Quando il muscolo subisce un danno, viene sollecitato dal movimento o si allunga, la proteina può essere rilasciata e legarsi quindi al recettore c-met sulla superficie delle cellule coinvolte nella rigenerazione.
Una volta legato a c-met, l’HGF aiuta a risvegliare le cellule satellite dal loro stato di riposo. Le cellule possono quindi moltiplicarsi, maturare e partecipare alla riparazione delle fibre muscolari. In questo sistema, i recettori fungono da punti di ricezione dei segnali molecolari: l’interazione tra la proteina e il recettore innesca una risposta all’interno della cellula. Perciò non è importante solo la produzione di HGF, ma anche che la proteina conservi la capacità di riconoscere e attivare c-met. Un’alterazione di questo legame può indebolire una delle fasi della naturale riparazione muscolare.
Le ricerche precedenti del gruppo hanno rivelato che l’HGF può subire nitrazione, una modificazione chimica in cui un gruppo nitro si lega a determinate regioni della proteina. Questo cambiamento può alterare le proprietà della proteina e interferire con il suo normale funzionamento. Nell’HGF i ricercatori hanno individuato due posizioni vulnerabili: Y198 e Y250. Entrambe si trovano nella regione necessaria per il legame con c-met. Se queste posizioni vengono nitrurate, la proteina fatica a interagire con il recettore.
La nitrazione ostacola il legame della proteina con il recettore
Gli autori ipotizzano che questo possa spiegare in parte il calo della capacità di rigenerazione legato all’età: l’HGF può continuare a essere prodotto, ma una modificazione chimica della proteina già prodotta le impedisce di trasmettere il segnale alle cellule. In tal caso, il problema non si riduce a una carenza del fattore di crescita. Il professor Tatsumiya ha descritto proprio questa possibilità come un motivo per cercare un composto in grado di proteggere l’HGF dalla nitrazione o di compensare la perdita di funzione che ne deriva. Questa spiegazione resta un meccanismo ipotizzato, non una causa accertata di tutti i cambiamenti muscolari legati all’età.
Per verificare l’ipotesi, il team ha studiato due composti con proprietà antiossidanti: il glutatione trisolfuro, indicato con GSSSG, e il lipoico trisolfuro LASSS. Gli antiossidanti possono limitare alcuni tipi di danni chimici causati da molecole reattive. Entrambe le sostanze appartengono alla famiglia dei trisolfuri, caratterizzata da una catena di tre atomi di zolfo legati tra loro. Secondo la descrizione dello studio, queste molecole possono partecipare a reazioni di ossidoriduzione.
Nei primi esperimenti di laboratorio, sia GSSSG sia LASSS hanno ridotto la nitrazione di due siti vulnerabili dell’HGF. Tuttavia, ciò non è bastato a ripristinare completamente la capacità della proteina di legarsi al recettore. Gli scienziati hanno quindi modificato la quantità di trisolfuro rispetto all’HGF. La fonte indica che il rapporto molare è stato modificato da 1:4000 a 1:8000 e che, a una concentrazione più elevata, i ricercatori hanno osservato un effetto che andava oltre la semplice riduzione della modificazione chimica della proteina.
LASSS ha aumentato il legame, ma l’effetto clinico non è stato verificato
LASSS ha mostrato un risultato particolarmente evidente: l’HGF trattato con questo composto si legava a c-met con un’affinità più che doppia rispetto alla proteina non trattata. In altre parole, nell’esperimento è aumentata l’affinità dell’interazione con il recettore, una fase importante nella trasmissione del segnale alle cellule satellite. LASSS ha inoltre aumentato la resistenza dell’HGF alla perdita di funzione dovuta alla nitrazione, in particolare in posizione Y198. Queste osservazioni riguardano misurazioni molecolari e, di per sé, non dimostrano che nei soggetti esaminati siano migliorate la forza o la capacità dei muscoli di recuperare.
Negli esperimenti descritti, l’effetto sul legame è risultato specifico di LASSS. Anche GSSSG ha ridotto la nitrazione dell’HGF in una fase iniziale, ma non ha prodotto un analogo rafforzamento dell’interazione con c-met. Questa differenza è importante per l’interpretazione: il generico effetto antiossidante dei due composti non spiega del tutto il risultato ottenuto con LASSS. Lo studio indica un effetto particolare del trisolfuro specifico sull’interazione tra proteina e recettore, ma i dati riportati non stabiliscono esattamente in che modo si produca questo rafforzamento.
Il significato pratico della scoperta è per ora limitato alla possibilità di comprendere meglio la regolazione molecolare della riparazione muscolare. La descrizione fornita presenta esperimenti di laboratorio su HGF, nitrazione e recettore, ma non riferisce che LASSS sia stato testato come trattamento sugli esseri umani o che sia stato valutato il suo effetto sulla mobilità quotidiana. Non si può quindi concludere che il composto prevenga la perdita di massa muscolare legata all’età o restituisca la forza. La prossima domanda importante è se l’effetto sarà confermato al di fuori degli esperimenti descritti e se risulterà applicabile al tessuto muscolare vivente.
Fonte: ScienceDaily
