Forskare från Tokyo Metropolitan University har upptäckt att ett protein som utsöndras av typ I (långsamma) muskelfibrer, nyckeln till muskeluthållighet, kan få omgivande myoblaster att differentiera till typ I-fibrer. Detta upphäver rådande visdom som säger att vårt snabba/långsamma fiberförhållande inte kan ändras nämnvärt. De identifierade också den kemiska vägen genom vilken proteinet påverkar differentieringen. Sådana fynd kan en dag leda till terapier för att kontrollera långsam muskelhälsa.

Skelettmuskelvävnad består av hundratusentals fibrer som drar ihop sig på kommando. De är dock inte alla lika. Det finns "långsamma" typ I muskelfibrer, viktiga för uthållighetsträning, och "snabba" typ II fibrer, som kan svara mycket snabbare men under kortare tidsperioder. Typ I-fibrer kan liknas vid maratonlöpare, medan typ II-fibrer kan kallas sprinters. Under lång tid har den rådande visdomen varit att förhållandet mellan typ I och typ II fibrer i våra muskler till stor del bestäms vid födseln.

Men forskare börjar finna att så inte är fallet. Ett team av forskare från Tokyo Metropolitan University under ledning av professor Nobuharu Fujii har nu upptäckt att ett protein som utsöndras av typ I-muskeln, känt som R-spondin3 (Rspo3) kan vara nyckeln till utvecklingen av nya typ I-fibrer. När myoblaster, prekursorer till muskelceller, behandlades med Rspo3, började de producera betydligt större mängder Myosin Heavy Chain I (MyHC I), ett protein som produceras av typ I-muskel.

Effekten verkade vara unik för myoblaster i tidiga stadier av deras utveckling. Detta innebär att typ I-fibrer aktivt inducerar bildandet av fler typ I-fibrer i deras närhet, utsöndrar Rspo3 och verkar på differentieringen av närliggande celler. Fyndet kastar nytt ljus över musklernas roll i våra kroppar och vänder upp den konventionella visdomen som säger att förhållandet mellan typ I och typ II fibrer inte kan ändras. Teamet kunde också visa att detta hände via en specifik kaskad av kemiska reaktioner känd som Wnt/beta-catenin-vägen, ansvarig för den nödvändiga ackumuleringen av beta-catenin inuti celler. Experiment för att artificiellt minska mängden beta-catenin i celler ledde till exempel till undertryckande av ökat MyHC I-uttryck.

Typ 2-diabetes och brist på motion är två av många anledningar till att långsamma muskelfibrer kan atrofieras. Teamets resultat tyder på att det faktiskt är möjligt att specifikt uppmuntra utvecklingen av typ I-fibrer genom terapeutiska metoder. Till exempel kan Rspo3 användas direkt som en behandling, eller användas för att differentiera muskelceller som tagits från en patient innan vävnaden återplanteras. Om celler kan utsöndra Rspo3 och påverka omgivande celler blir fördelarna mer än bara massan som återinförs. Sådana insikter lovar spännande nya möjligheter för behandlingar för att förbättra muskelfunktionen, en viktig utmaning för åldrande befolkningar och samhället.

Studien visas i Scientific Reports . + Utforska vidare

Muskler verkar växa, snarare än att krympa, hos vissa kritiskt sjuka covid-patienter