Todo el mundo conoce la sensación de ardor en las piernas al subir por una pendiente durante mucho tiempo. Esto está causado por micro-rupturas en la membrana celular de nuestras fibras musculares. Estos agujeros en las envolturas celulares deben cerrarse tan pronto como sea posible, ya que de lo contrario las células musculares mueren.
Investigadores de KIT pudieron observar este proceso de reparación utilizando microscopía de alta resolución en tiempo real. Sólo se tarda unos pocos segundos hasta que las proteínas del interior de la célula lesionada forman un parche de reparación que finalmente cierra el agujero en la membrana. Ahora, los investigadores de KIT han demostrado que los macrófagos que se mueven dentro del músculo realizar virtualmente una nano-cirugía para eliminar este parche de reparación y restaurar la estructura normal de la membrana celular.
Las células de los músculos esqueléticos tienen mecanismos eficaces para la reparación de las roturas en sus membranas celulares. Estas rupturas se deben a la tensión mecánica a la que exponemos a nuestros músculos, incluso al hacer ejercicios saludables. La membrana celular es una barrera importante que es esencial para el buen funcionamiento y la supervivencia de las células. Si esta barrera se derrumba y no puede ser rápidamente reparada, la célula muscular morirá, resultando en una pérdida de masa muscular. Las personas cuyas proteínas de reparación, por ejemplo, la disferlina, no funcionan adecuadamente desarrollan atrofia de los músculos, que conduce a la mayoría de discapacidades graves y muerte prematura.
En un proyecto de cooperación interdisciplinar de los equipos de investigación KIT dirigidos por Uwe Strähle y Gerd Ulrich Nienhaus, y los estudiantes de doctorado Volker Middel y Lu Zhuo, desarrollaron nuevas técnicas para observar los procesos de reparación de la membrana en ultra-alta resolución, en tiempo real, en las células humanas y en células musculares de embriones de pez cebra. Demostraron que el parche de reparación que se ensambla a partir de proteínas de reparación, tales como la disferlina o las anexinas, también acumuló el lípido fosfatidilserina. La fosfatidilserina es un aperitivo conocido por los macrófagos.
Los investigadores de KIT presentaron un vídeo que muestra cómo de hecho los macrófagos se aferran al parche de reparación y se lo comen. Sólo después de que el parche se haya eliminado, la envoltura celular se encuentra totalmente restaurada. Por lo tanto, la reparación de la membrana de las fibras musculares requiere, además de la formación de parches de reparación en la célula lesionada, la ayuda de los macrófagos vagabundeando dentro del músculo. Los investigadores demostraron además que una secuencia corta de aminoácidos en la proteína de reparación disferlina es responsable del transporte de la fosfatidilserina. Cabe destacar que hay pacientes con miopatía que tienen un defecto precisamente en esta secuencia de la proteína disferlina. Por tanto, los nuevos hallazgos pueden contribuir al desarrollo de terapias contra la atrofia muscular.
..Susana Calvo
