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A Conexão Entre os miRNAs e o Envelhecimento Muscular

Pesquisas mostram como os miRNAs afetam a saúde muscular à medida que envelhecemos.

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Conforme as pessoas ficam mais velhas, os músculos podem enfraquecer e encolher. Essa condição é chamada de sarcopenia. É uma parte natural do envelhecimento, começando nos 30 ou 40 anos, e pode afetar como alguém se move e faz tarefas do dia a dia. Quando a pessoa chega aos 80 anos, pode ter perdido uma boa quantidade de massa muscular e força-até 30% a 50%. Essa perda pode impactar muito a qualidade de vida.

Os pesquisadores ainda estão tentando descobrir exatamente por que os músculos enfraquecem com a idade. Tem vários fatores que podem contribuir para isso. Alguns cientistas sugerem que a diminuição de certas células responsáveis pelo crescimento muscular, problemas na forma como as proteínas são quebradas, níveis mais altos de estresse oxidativo e inflamação são possíveis razões. Além disso, mudanças em moléculas pequenas chamadas long-non-coding RNAs também podem ter um papel.

O Papel dos MiARNs no Envelhecimento Muscular

Os miARNs são moléculas pequenas que ajudam a controlar a atividade dos genes. Eles podem impedir que certos genes façam proteínas, desempenhando um papel importante na saúde muscular. Estudos anteriores mostraram que esses miARNs podem mudar à medida que as pessoas envelhecem, especialmente no tecido muscular.

Uma área promissora de pesquisa é a Restrição Calórica (RC). Esse método, que envolve comer menos sem passar fome, tem sido estudado como uma forma de combater os efeitos do envelhecimento. Alguns estudos sugerem que a RC ajuda a reduzir as mudanças negativas nos miARNs que acontecem com a idade, potencialmente ajudando a proteger a saúde muscular.

Os Objetivos da Pesquisa

Com tudo isso em mente, os pesquisadores se propuseram a aprender mais sobre os miARNs no tecido muscular, focando em três perguntas principais:

  1. Os miARNs têm um papel no envelhecimento muscular?
  2. A restrição calórica pode ajudar a melhorar os níveis de miARN em músculos mais velhos?
  3. Usar bloqueadores ou miméticos específicos de miARN pode reverter os sinais do envelhecimento muscular?

Entender esses aspectos é crucial, especialmente para melhorar a vida de adultos mais velhos que enfrentam a deterioração muscular.

Visão Geral do Experimento

Para fazer o estudo, os pesquisadores usaram camundongos mais velhos para observar mudanças na massa muscular e força, focando especialmente no músculo gastrocnêmio, que costuma ser afetado pelo envelhecimento.

Os cientistas começaram com ratos jovens e os mantiveram em um ambiente controlado. Eles foram alimentados com uma dieta padrão até amadurecerem. Após dois meses, os ratos foram divididos em dois grupos: um grupo continuou com alimentação à vontade (comendo o quanto quisessem), enquanto o segundo grupo passou por restrição calórica, recebendo apenas 55% do que o primeiro grupo comeu.

A amostra de músculos foi coletada de diferentes grupos para analisar as mudanças nos níveis de miARN.

Analisando miARNs

Para investigar os miARNs, os pesquisadores extraíram RNA das amostras musculares. Eles garantiram que o RNA fosse de alta qualidade para análise. Usando técnicas especializadas, sequenciaram o RNA para identificar diferentes miARNs presentes em ratos jovens, velhos e em restrição calórica.

O estudo tinha como objetivo descobrir quais miARNs eram mais ou menos ativos em diferentes grupos etários. Eles encontraram muitos miARNs que estavam aumentados ou diminuídos no tecido muscular de ratos mais velhos em comparação com os mais jovens. Alguns miARNs recém-identificados também foram encontrados, que ainda não haviam sido vistos nesse contexto.

Resultados do Estudo

Os resultados mostraram que um número significativo de miARNs mudou à medida que os ratos envelheceram. Muitos miARNs foram encontrados mais ativos em ratos mais velhos, enquanto outros estavam menos ativos.

Curiosamente, quando os pesquisadores olharam os efeitos da restrição calórica, notaram que muitas das mudanças encontradas nos ratos mais velhos foram revertidas naqueles sob restrição calórica. Quase metade dos miARNs que aumentaram em ratos velhos retornaram a níveis mais jovens nos que estavam em dieta restrita.

A Importância do miR-96-5p

Entre os miARNs estudados, o miR-96-5p foi particularmente notável. Ele foi encontrado para influenciar negativamente o crescimento e a saúde muscular. Quando os pesquisadores testaram esse miARN em células musculares cultivadas, observaram que aumentar o miR-96-5p reduzia a capacidade das células de crescer e funcionar corretamente.

Por outro lado, bloquear o miR-96-5p levou a melhores resultados em termos de saúde e função celular, indicando seu papel no envelhecimento muscular. Isso sugere que direcionar esse miARN específico pode ser uma forma de ajudar a gerenciar ou tratar problemas relacionados à perda muscular em idosos.

Efeitos na Função Muscular

Ao examinar como o miR-96-5p afetou as células musculares, os pesquisadores também investigaram como ele impactou a produção de energia. O estudo descobriu que níveis mais altos de miR-96-5p resultaram em menor produção de energia nas células musculares, o que pode contribuir para a sensação de fadiga e fraqueza frequentemente experimentada por pessoas mais velhas.

Impacto na Saúde Mitocondrial

As Mitocôndrias são as usinas de energia das células. A função desses organelos tende a declinar com a idade. Os pesquisadores testaram como o miR-96-5p afetou a saúde mitocondrial. Quando os níveis de miR-96-5p estavam altos, os marcadores de função mitocondrial diminuíram.

Em contraste, usar um inibidor de miR-96-5p aparentemente ajudou a melhorar a saúde mitocondrial, sugerindo um caminho pelo qual a função muscular pode ser aprimorada em indivíduos mais velhos.

Explorando a Autofagia

Outro processo importante afetado pelo miR-96-5p é a autofagia, o jeito que o corpo limpa células danificadas e regenera novas. Quando os níveis de miR-96-5p estavam altos, os marcadores associados à autofagia eram mais baixos. Isso pode significar que, conforme as pessoas envelhecem e os níveis de miR-96-5p aumentam, a capacidade de remover células danificadas diminui.

Conclusão e Direções Futuras

As descobertas desse estudo mostram a complexa interação entre idade, saúde muscular e níveis de miARN. Músculos mais velhos tendem a acumular certos miARNs que podem atrapalhar o crescimento e a função muscular, enquanto a restrição calórica pode reverter algumas dessas mudanças.

Focar em miARNs específicos como o miR-96-5p abre caminhos potenciais para tratamentos voltados a melhorar a saúde muscular em adultos mais velhos.

Pesquisas futuras devem continuar a explorar os mecanismos por trás da regulação de miARNs, seus impactos na saúde muscular e como intervenções dietéticas ou farmacológicas podem ajudar a mitigar os efeitos do envelhecimento nos músculos.

Com uma compreensão mais profunda do envelhecimento muscular, os cientistas esperam desenvolver novas estratégias para melhorar a qualidade de vida de indivíduos mais velhos, possibilitando que eles mantenham força e independência por mais tempo em seus anos mais avançados.

Fonte original

Título: Unveiling Ageing-Associated and Caloric Restriction-Associated Changes in miRNA Expression in Rat Skeletal Muscle and the Mechanisms Mediating their Effects on Muscle Cell Function

Resumo: The mechanisms underlying skeletal muscle ageing, whilst poorly understood, are thought to involve dysregulated micro (mi)RNA expression. Using young and aged rat skeletal muscle tissue, we applied high-throughput RNA sequencing to comprehensively study alterations in miRNA expression occurring with age, as well as the impact of caloric restriction (CR) on these changes. Furthermore, the function of the proteins targeted by these age- and CR-associated miRNAs was ascertained. Numerous known and novel age-associated miRNAs were identified of which CR normalised 45.5% to youthful levels. Our results suggested miRNAs upregulated with age to downregulated proteins involved in muscle tissue development and metabolism, as well as longevity pathways, such as AMPK and autophagy. Furthermore, our results found miRNAs downregulated with age to upregulate pro-inflammatory proteins, particularly those involved in innate immunity and the complement and coagulation cascades. Interestingly, CR was particularly effective at normalising miRNAs upregulated with age, rescuing their associated protein coding genes but was less effective at rescuing anti-inflammatory miRNAs downregulated with age. Lastly, the effects of a specific miRNA, miR-96-5p, identified by our analysis to be upregulated with age, were studied in culture C2C12 myoblasts. We demonstrated miR-96-5p to decrease cell viability and markers of mitochondrial biogenesis, myogenic differentiation and autophagy. Overall, our results provide useful information regarding how miRNA expression changes in skeletal muscle, as well as the consequences of these changes and how they are ameliorated by CR.

Autores: Joao Pedro de Magalhaes, G. Altab, B. J. Merry, C. W. Beckett, P. Raina, A. Soriano-Arroquia, B. Zhang, A. Vasilaki, K. Goljanek-Whysall

Última atualização: 2024-04-07 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.07.588472

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.07.588472.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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