Los científicos coreanos derriban otro muro: descubren por primera vez en un pez antártico la proteína que regula la regeneración muscular

Un equipo de científicos de Corea del Sur identificó por primera vez una proteína que regula el crecimiento y la regeneración muscular en un pez antártico. La proteína se llama Dnajb5 y pertenece a la familia de proteínas de choque térmico, encargadas de proteger y reparar células dañadas por cambios de temperatura o por estrés físico.

El equipo la localizó en el músculo del pez antártico de aleta negra (Notothenia coriiceps), una especie que vive en aguas del océano antártico con temperaturas extremadamente bajas y niveles altos de especies reactivas de oxígeno.

El hallazgo, publicado en la revista científica Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle, pertenece a un grupo de investigadores del Instituto de Investigación Polar de Corea (KOPRI) en colaboración con la Universidad Gachon.

¿Cómo actúa la proteína Dnajb5 en el pez antártico de aleta negra?

En condiciones normales, la proteína Dnajb5 se une a dos tipos de moléculas dentro de la célula muscular del pez antártico de aleta negra. Unas dirigen la producción de proteínas y otras regulan la generación de energía, e inhibe ambas vías al mismo tiempo.

Ese doble bloqueo actúa como un freno que mantiene el músculo en reposo metabólico. Cuando el músculo sufre una lesión o se expone a estrés, esa unión se debilita y el freno se libera. Esa capacidad de frenar y soltar dos procesos a la vez no se había descrito antes en ninguna proteína de choque térmico, según informó DongA Science.

El hallazgo lo lideró Jin-Hyoung Kim, investigador principal de la División de Ciencias de la Vida del Instituto de Investigación Polar de Corea (KOPRI). Junto a él trabajó Mee-Sup Yoon, profesor de la Universidad Gachon. El equipo identificó la proteína mediante un rastreo de proteínas que se unen a la vía mTOR en extractos musculares del pez.

¿Qué cambios provocó suprimir la proteína en el modelo con ratones?

Para probar el mecanismo, el equipo suprimió la expresión de la proteína Dnajb5 en un modelo de lesión muscular con ratones. El área transversal de las fibras musculares en regeneración aumentó un 26 % frente al grupo de control al quinto día tras la lesión.

La fuerza de agarre mejoró un 14 % y la resistencia en las pruebas de esfuerzo se prolongó un 31 % más que en los ratones sin la supresión.

Los resultados muestran que, cuando se libera el doble freno de la proteína del pez antártico de aleta negra, la fuerza física del músculo y la eficiencia metabólica de la célula aumentan al mismo tiempo, no por separado.

¿Qué mecanismo molecular libera el freno muscular?

La supresión de Dnajb5 activó la vía mTORC1, que coordina la síntesis de proteínas musculares, y liberó a la proteína HDAC4 de su retención en el núcleo de la célula. Ese doble efecto impulsó, de forma simultánea, la formación de nuevo tejido muscular y la generación de energía dentro de las fibras.

El número de copias de ADN mitocondrial (el material genético de las estructuras que producen energía en la célula) aumentó, y la actividad de las enzimas ligadas a la respiración celular llegó a multiplicarse casi por tres.

Bajo estrés oxidativo, la proteína se traslada al núcleo y pierde la capacidad de retener a HDAC4 allí, lo que facilita que esta última salga del núcleo y active mTORC1. Ese mecanismo coordina la formación de músculo nuevo con la producción de más energía en la célula.

¿Para qué podría servir este hallazgo, según el Instituto de Investigación Polar de Corea?

El equipo espera aplicar los hallazgos al desarrollo de tratamientos para la sarcopenia, la pérdida de masa muscular asociada al envejecimiento, y para la caquexia, una enfermedad en la que el músculo se desgasta de forma severa por una patología de base.

Jin-Hyoung Kim explicó que «Dnajb5 es particularmente abundante en el tejido muscular» y agregó que «al controlar selectivamente esta proteína, podríamos ser capaces de reducir efectos secundarios sistémicos e inducir regeneración de forma segura solo en el músculo».

Shin Hyeong-cheol, presidente del Instituto de Investigación Polar de Corea (KOPRI), señaló que «las estrategias de supervivencia desarrolladas por organismos polares para soportar ambientes extremos pueden proveer pistas para tratar enfermedades humanas intratables» y agregó que el hallazgo «confirma una vez más el valor y potencial de los biorecursos polares».