Respuesta in vivo de las células satélites a extractos musculares. Diferencias entre músculos lentos y rápidos

Resumen

1. Introducción o motivación de la tesis Fundamento. Incrementar el potencial miogénico en situaciones lesivas que afectan al músculo esquelético es de gran importancia clínica. Un buen modelo para estudiar el comportamiento de las células implicadas en los fenómenos proplásicos del músculo consiste en modificar el microambiente tisular in vivo, mediante la administración de extractos tisulares. Objetivos. Los objetivos de este estudio se han dirigido, por un lado, a determinar el efecto de diferentes extractos musculares sobre dos tipos de músculo normales, rojo y blanco, y su población de células satélites; de otro, determinar si un extracto de músculo denervado (ExMd) podría estimular la respuesta de las células satélites en músculo denervado. 2. Contenido de la investigación Material y métodos. Utilizamos ratas Wistar que fueron divididas en un grupo control y cuatro experimentales. Cada grupo experimental fue tratado intraperitonealmente durante 10 días consecutivos con un extracto diferente. Estos extractos se obtuvieron a partir de músculo sóleo normal, músculo sóleo denervado, músculo extensor digitorum longus normal y músculo extensor digitorum longus denervado. Se obtuvieron los músculos sóleo y EDL para su estudio en microscopia óptica y microscopia electrónica de transmisión; asimismo se analizaron parámetros morfométricos y se evaluó la respuesta miogénica. Para determinar si ExMd estimula a las células satélites en músculo denervado, ratas normales y denervadas fueron tratadas con ExMd. Los músculos sóleo fueron examinados empleando técnicas inmunohistoquímicas para antígeno de proliferación nuclear (PCNA), desmina y antígeno de diferenciación miogénica MyoD y el análisis cuantitativo y morfométrico de las células satélites en microscopía electrónica. Resultados. Los resultados mostraron que el tratamiento con extractos de músculo sóleo normal y de músculo sóleo denervado provocaron hipertrofia y aumento de la actividad miogénica. Por el contrario, el tratamiento con extractos de músculos extensor digitorum longus normal y denervado tuvieron un efecto diferente dependiendo del músculo analizado. Así en el músculo sóleo se produjo hipertrofia de las fibras tipo I y aumento de la actividad miogénica, mientras que en el músculo extensor digitorum longus se observó atrofia de las fibras tipo II sin cambios en la actividad miogénica. Mientras la denervación provoca la activación de células satélites, ExMd también induce la diferenciación miogénica de células localizadas en el espacio intersticial y la formación de nuevas fibras musculares. Aunque ExMd tuvo un efecto similar sobre músculos inervados como denervados, se observaron diferencias cuantitativas que indican una mayor respuesta del músculo denervado a la acción de este tipo de extracto. 3. Conclusión Esto sugiere que la respuesta muscular de atrofia e hipertrofia puede depender de factores diferentes para cada tipo de músculo lo cuales pueden estar en relación con la inervación. Además, nuestro estudio muestra que el tratamiento de ratas denervadas con ExMd potencia la respuesta miogénica en un músculo atrófico por denervación. Pensamos que esto es importante desde un punto de vista práctico en la rehabilitación de problemas neuromusculares que requieren una mejora en la miogénesis. 4. Bibliografía Cheng L, Lai MD, Sanderson JE, Yu Cm, Li M. Enhanced fusion of myoblasts with myofibers for efficient gene delivery induced by a partially prurified protein fraction from rat muscle extract. Arch Biochem Biophys, 384: 263-268. 2005. Guettier-Sigrist S, Hugel B, Coupin G, Freyssinet JM, Poidron P, warter JM. Possible pathogenic role of muscle cell dysfunction in motor neuron death in spinal muscular atrophy. Muscle Nerve, 25: 700-708. 2002. Jimena I, Peña J, Luque E, Ayuso F, Vaamonde R. Myotrophic effects of muscle extracts obtained at different intervals after denervation. Neuropathol Appl Neurobiol, 24: 217-223. 1998. Ono Y, Boldrin L, Knopp P, Morgan JE. Zammit PS. Muscle satellite cells are a functionally heterogeneous population in both somite-derived and branchiomeric muscles. Dev Biol, 337: 29-41. 2010. Peña J, Jimena I, Luque E, Vaamonde R. New fiber formation in rat soleus muscle following administration of denervated muscle extract. J Neurol Sci, 128: 14-21. 1995. Verdijk LB. Satellite cell activation as a critical step in skeletal muscle plasticity. Exp Physiol, 11: 1449–1450. 2014 Xing H, Zhou M, Assinck P, Liu N. Electrical stimulation influences satellite cell differentiation after sciatic nerve crush injury in rats. Muscle Nerve, 51: 400-411. 2015