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Posted 8 July 2020

‘ L’esercizio ripristina le proprietà giovanili nelle cellule staminali muscolari dei vecchi topi ‘

Un recente test Scientifico di Stanford University hanno scoperto che i topi più anziani che si sono esercitati hanno migliorato le capacità di riparazione muscolare. I risultati suggeriscono che l’esercizio fisico può aiutare a ripristinare la riparazione giovanile dei tessuti.

Secondo un nuovo studio condotto dai ricercatori della Stanford School of Medicine, un giro notturno sulla ruota degli esercizi migliora le capacità di riparazione muscolare nei topi vecchi.

Solo i topi più anziani hanno visto questo beneficio, che i ricercatori hanno scoperto essere dovuto al ringiovanimento delle cellule staminali muscolari degli animali.

“L’effetto sugli animali vecchi è molto significativo”, ha affermato Thomas Rando, MD, PhD, professore di neurologia e scienze neurologiche, e direttore del Glenn Center for the Biology of Aging di Stanford. “Abbiamo scoperto che l’esercizio fisico regolare ripristina la giovinezza alla capacità di riparazione nei tessuti: le loro cellule staminali muscolari iniziano a sembrare e a comportarsi come quelle di animali molto più giovani”. I ricercatori hanno anche identificato un percorso molecolare coinvolto nel riportare indietro l’orologio sulle cellule.

A differenza delle cellule staminali pluripotenti embrionali o indotte, che possono dare origine a qualsiasi tessuto del corpo, le cellule staminali specifiche del tessuto sono limitate nel loro potenziale. Le cellule staminali muscolari attendono nelle ali lungo le fibre muscolari in uno stato di riposo noto come quiescenza fino a quando non vengono chiamate a riparare i danni.

“Studi condotti da noi e da altri hanno dimostrato che la rigenerazione dei tessuti diminuisce con l’età e che ciò è dovuto al declino della funzione nelle cellule staminali adulte”, ha detto Rando. “Molti ricercatori stanno cercando un modo per ripristinarne la giovinezza.”

“L’esercizio fisico è noto per ridurre il rischio di un’ampia varietà di problemi legati all’età, tra cui le malattie cardiovascolari, il cancro e forse anche il morbo di Alzheimer”, ha detto Rando. “C’è molto interesse nel capire come l’esercizio fisico conferisca questi benefici per la salute”.

In particolare i ricercatori volevano sapere se e in che modo l’esercizio volontario influisce sulla funzione delle cellule staminali muscolari nei topi. Hanno dato a topi di circa 20 mesi, l’equivalente di 60-70 anni negli esseri umani, e a topi di 3-4 mesi, l’equivalente di (umani tra i) 20-30 anni negli umani, l’accesso a una ruota per esercizi, e ha permesso loro di correre a volontà. I topi giovani hanno percorso una media di circa 10 chilometri ogni notte e i topi più anziani (hanno percorso) circa 5 chilometri. A altri due gruppi di topi giovani e vecchi sono state fornite ruote che non ruotavano, come gruppo i controllo.

“Gli animali si esercitavano ai livelli di intensità a cui erano a loro agio”, ha detto Rando, “molto simile a ciò che le persone fanno per la propria salute. Questa è una situazione meno stressante dell’allenamento di resistenza o di un intenso esercizio di resistenza, che possono influire sulla funzione delle cellule staminali muscolari. ” Le analisi successive hanno mostrato che le cellule staminali muscolari degli animali in esercizio sono rimaste quiescenti e che gli animali non hanno sviluppato un numero significativo di nuove fibre muscolari in risposta all’esercizio.

Dopo tre settimane di aerobica notturna per i gruppi attivi, i ricercatori hanno confrontato la capacità degli animali di riparare i danni muscolari. Hanno scoperto che, come previsto, i topi sedentari anziani erano significativamente meno in grado di riparare i danni muscolari rispetto ai topi sedentari più giovani. Tuttavia, gli animali più anziani che si erano esercitati regolarmente erano notevolmente migliori nella riparazione del danno muscolare rispetto ai loro omologhi che non si esercitavano. Questo beneficio dell’esercizio non è stato osservato negli animali più giovani.

Risultati simili sono stati ottenuti quando le cellule staminali muscolari di topi più anziani che avevano esercitato venivano trapiantate in topi più giovani. Le cellule staminali degli animali che esercitano hanno contribuito maggiormente al processo di riparazione rispetto a quelle dei loro coetanei sedentari.

Beneficio del sangue giovane

I ricercatori hanno anche dimostrato che l’iniezione di sangue da un topo vecchio che si era esercitato in un vecchio topo che non si era esercitato aveva conferito un beneficio simile nella funzione delle cellule staminali, suggerendo che l’esercizio simula la produzione di alcuni fattori che poi circolano nel sangue e migliorano la funzione di cellule staminali più vecchie.

“È davvero affascinante”, ha detto Rando, osservando che il risultato rispecchia quelli di studi precedenti condotti congiuntamente da lui e Tony Wyss-Coray, PhD, professore di neurologia e scienze neurologiche alla School of Medicine, indicando che il sangue di un giovane topo sembra in qualche modo migliorare le cellule staminali specifiche del tessuto in un animale più anziano.

Ulteriori studi hanno indicato che il ringiovanimento indotto dall’esercizio osservato dai ricercatori potrebbe essere imitato aumentando l’espressione di una molecola di segnalazione chiamata ciclina D1, che è coinvolta nel risvegliare le cellule staminali muscolari a riposo in risposta al danno. La scoperta suggerisce che un giorno potrebbe essere possibile attivare artificialmente questo percorso per mantenere l’invecchiamento delle cellule staminali muscolari al meglio della loro giovinezza.

“Se potessimo sviluppare un farmaco che imita questo effetto, potremmo essere in grado di sperimentare il beneficio senza dover fare mesi di esercizio”, ha detto Rando.

Altri co-autori di Stanford dello studio sono Wyss-Coray; istruttore Antoine de Morree, PhD; studiosi post dottorato Daniel Benjamin, PhD, e Cristina Rodriguez-Mateo, PhD; gli scienziati in visita Ingrid Egner, PhD, e Luiz Perandini, PhD; responsabile del laboratorio Heather Ishak; assistente di ricerca Armon Goshayeshi; il dottorando Pieter Both; ed ex studente laureato Michael Betley.

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